DE4106797C2

DE4106797C2 - Surgical instrument

Info

Publication number: DE4106797C2
Application number: DE4106797A
Authority: DE
Inventors: Stefan Koscher; Johann Wuertz; Karl-Heinz Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2011-03-05
Also published as: DE4106797A1

Description

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument zum Schneiden, Stanzen und zur Entnahme von Gewebeproben ent sprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a surgical instrument for Cutting, punching and taking tissue samples speaking the preamble of claim 1.

Eine Vielzahl chirurgischer Instrumente besitzen ein Sche renmaul, damit bspw. im menschlichen Körper eine Gewebe probe entnommen oder andere operative Eingriffe, wie insbe sondere Trennschnitte, vollzogen werden können. All diese chirurgischen Instrumente werden üblicherweise manuell be tätigt, wobei ein oder beide Elemente des Scherenmauls über eine Schubstange, Zugseil, Drahtstange od. dgl. mit sche renartigen Griffen in Verbindung stehen.A variety of surgical instruments have a Sche renmaul, a tissue in the human body, for example sample taken or other surgical interventions, such as esp special cuts can be made. All these surgical instruments are usually loaded manually does, with one or both elements of the scissor jaw over a push rod, pull rope, wire rod or the like with Sche related handles.

Vor allem wenn eine Mehrzahl von Gewebeproben entnommen werden soll, ist die Handbetätigung mühsam und kraftrau bend. Auch die aufzubringende Schnittkraft ist von den Fä higkeiten des Bedieners abhängig und manuell nur schwer bestimmbar. Especially when a plurality of tissue samples are taken manual operation is tedious and rough bend. The cutting force to be exerted is also ex skills of the operator and difficult to do manually determinable.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf alle klemmenden und durchschneidenden chirurgischen Instru mente, wie Scheren, Stanzen, Zangen, Klemmen usw.The present invention relates in particular to all clamping and cutting surgical instructions elements such as scissors, punches, pliers, clamps etc.

Aus der DE 30 22 383 A1 und auch aus der DE 25 47 185 A1 sind jeweils chirurgische Instrumente bekannt, bei denen die Betätigung eines Mauls auf pneumatische bzw. hydrauli sche Weise erfolgt. Derartige Elektromotore sind schwer steuerbar. Auch die US 4 768 506 betrifft ein chirurgisches Instrument mit einer pneumatischen Betätigung einer Schub stange.From DE 30 22 383 A1 and also from DE 25 47 185 A1 Surgical instruments are known in which the actuation of a mouth on pneumatic or hydraulic cal way. Such electric motors are heavy controllable. US 4,768,506 also relates to a surgical one Instrument with a pneumatic actuation of a thrust pole.

Die US 4 433 687 zeigt einen Elektromotor für ein Scheren maul. Dabei wird eine Welle in Drehbewegung versetzt und über ein Ritzel und eine Zahnstange ein Scherenmaul ge schlossen. Die Betätigung erfolgt auf manuelle Weise.US 4,433,687 shows an electric motor for scissors mouth. A shaft is rotated and a scissor jaw via a pinion and a rack closed. It is operated manually.

Aus der DE 36 30 203 A1 ist ein chirurgisches Instrument der o.g. Art bekannt. Um dort das Innenrohr des Operations instrumentes betätigen zu können, ist auf dem Innenrohr ein Ring angebracht, der mit einem Mitnehmer versehen ist. Der Mitnehmer ist über ein Langloch aus dem Außenrohr heraus geführt und mit einem Seilzug verbunden. Der Seilzug ist wiederum über ein Getriebe mit einer Antriebseinheit ver bunden, die bevorzugt als Elektromotor ausgebildet ist. Wird der Seilzug betätigt, so wird das Innenrohr in das Außenrohr hineingezogen, wobei durch die Scherwirkung der Schneide und des Schneidengegenstücks das betreffende Ge webe abgeschert wird. Eine ähnliche Seilzugbetätigung ist auch aus der US 2 442 966 bekannt.DE 36 30 203 A1 describes a surgical instrument the above Kind known. Around there the inner tube of the operation To be able to operate instruments is on the inner tube Ring attached, which is provided with a driver. Of the Driver is out of the outer tube via an elongated hole guided and connected with a cable. The cable is again via a gearbox with a drive unit bound, which is preferably designed as an electric motor. If the cable is operated, the inner tube is inserted into the Outer tube pulled in, the shear of Cut and the cutting counterpart the relevant Ge webe is sheared off. A similar cable operation is also known from US 2,442,966.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein chirurgisches Instrument der o.g. Art zu entwickeln, bei welchem die Kraftübertragung von dem Elektromotor auf die innere Hülsenstange wesentlich präziser erfolgt und bei welcher Schnittkraft und Schnittfolge gesteuert werden können. The present invention is based on the object surgical instrument of the above Kind of develop at which the power transmission from the electric motor to the inner sleeve rod is much more precise and at which cutting force and cutting sequence are controlled can.

Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale, die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 2 niedergelegt sind.To solve this task, the features that are known in the drawing part of claim 2 are laid down.

Hierdurch wird die Betätigung des chirurgischen Instrumen tes unabhängig von den Fähigkeiten des Bedieners gemacht, so daß eine Vielzahl von Schnittfolgen stattfinden können, ohne daß die Kraft des Bedieners erlahmt. Hierzu besitzt der Elektromotor den Rechts-/Links-Lauf. Er soll so ausge legt sein, daß ein Wechsel der Antriebsrichtung jeweils auf Tastendruck erfolgt, oder aber daß ein Wechsel laufend oder nach einer vorbestimmten Zeit erfolgen kann. Hierzu werden bekannte elektronische Hilfsmittel angesetzt.This will activate the surgical instrument tes made regardless of the skills of the operator, so that a variety of cutting sequences can take place without the operator's strength weakening. To do this the electric motor runs right / left. He is said to be so specifies that a change of drive direction in each case at the push of a button, or that a change is ongoing or can take place after a predetermined time. For this known electronic tools are used.

Zur Schnittkraftsteuerung besitzt der Elektromotor entspre chende Regeleinrichtungen, welche den Elektromotor bei Überschreiten einer bestimmten Schnittkraft ab oder um schalten.The electric motor has a corresponding control of cutting force appropriate control devices that the electric motor Exceeding a certain cutting force from or around switch.

Selbstverständlich ist dies auch durch entsprechende Ausle gung eines dem Elektromotor zugeordneten Getriebes möglich.Of course, this is also by appropriate Ausle supply of a gear assigned to the electric motor possible.

Bevorzugt soll der Elektromotor eine Antriebswelle aufwei sen, welche ihre Drehung auf mechanischem Wege auf die Schubstange überträgt. Bspw. sind hier entsprechende Spin delantriebe mit Gewindespindel sowie Kugelumlaufspindel antriebe od. dgl. denkbar. Bevorzugt wird jedoch ein Zahn ritzel, welches auf der Antriebswelle sitzt und mit einer entsprechenden Zahnung an der Schubstange in Eingriff steht. Hierdurch erfolgt eine Umsetzung der Rotationsbewe gung der Antriebswelle in eine Linearbewegung der Schub stange.The electric motor should preferably have a drive shaft which rotate their mechanically on the Push rod transmits. E.g. are corresponding spin here del drives with threaded spindle and ball screw drives or the like. However, a tooth is preferred pinion, which sits on the drive shaft and with a corresponding teeth on the push rod engaged stands. This implements the rotation movement movement of the drive shaft into a linear movement of the thrust pole.

In der Regel wird ein Motor mit einer relativ hohen Dreh zahl zu bevorzugen sein. Im Versuchsstadium wurde ein DC- Motor mit 12.000 Umdrehungen pro Minute verwendet. Um diese hohe Drehzahl auf eine relativ langsame Bewegung der Schub stange umzusetzen, ist ein Reduktionsgetriebe notwendig. Bspw. bietet sich hier ein Getriebe mit einer Übersetzung von 2.000:1 oder 1.000:1 an. As a rule, an engine with a relatively high rotation number to be preferred. In the experimental stage, a DC Motor used at 12,000 rpm. Around high speed on a relatively slow movement of the thrust to implement the rod, a reduction gear is necessary. E.g. here is a gearbox with a translation from 2,000: 1 or 1,000: 1.

Auch dadurch erfolgt die Steuerung der Schnittkraft. Es genügt, wenn das Getriebe in einzelnen Stufen umschaltbar ist. Die gesamte Regelung erfolgt durch eine entsprechende Steuerungselektronik.This also controls the cutting force. It it is sufficient if the transmission can be switched over in individual stages is. The entire regulation is carried out by a corresponding Control electronics.

Im Falle der Übertragung der Drehbewegung einer Antriebs welle auf eine Linearbewegung der Schubstange bietet es sich an, wenn die Antriebswelle quer zur Schubstange bzw. deren Zahnung verläuft. Dabei kann die Zahnung, welche im Eingriff mit dem Zahnritzel steht entweder der Schubstange selbst eingeformt sein oder aber einer Hülse, welche dann der Schubstange aufgesetzt ist.In the case of transmission of the rotary motion of a drive it offers a linear movement of the push rod itself when the drive shaft is transverse to the push rod or their teeth run. The toothing, which in the The push rod is engaged with the pinion either be molded in or a sleeve, which then the push rod is attached.

Hier soll der Erfindung keine Grenze gesetzt sein.There should be no limit to the invention here.

Zur kompakteren Ausgestaltung des chirurgischen Instrumen tes bietet es sich an, den Elektromotor mit einem Griff stück zu verbinden, in welchem dann die Übertragung der Rotationsbewegung des Zahnritzels auf die Zahnstange und damit die Umsetzung in die Linearbewegung der Schubstange stattfindet.For a more compact design of the surgical instrument tes the electric motor with one handle piece in which then the transfer of the Rotational movement of the pinion on the rack and thus the implementation in the linear movement of the push rod takes place.

Bei Verwendung eines Griffstückes bietet es sich an, wenn die innere Hülsenstange das Griffstück durchsetzt und andererseits in einen Anschlußnippel für die Vakuumquelle einmündet.When using a handle, it is advisable to when the inner sleeve rod passes through the handle and on the other hand in a connection nipple for the Vacuum source opens.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; this shows in

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen An trieb für ein chirurgisches Instrument; Figure 1 is a plan view of an inventive drive for a surgical instrument.

Fig. 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Antriebs gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows a side view of the drive according to the invention according to FIG. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines chirurgischen Instrumentes, welches in Zusammenhang mit dem Antrieb gemäß Fig. 1 benutzt wird; Fig. 3 is a longitudinal section through an embodiment of a surgical instrument which is used in connection with the drive of FIG. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einzelne Elemente des erfin dungsgemäßen Antriebs gemäß Fig. 1; Fig. 4 is a plan view of individual elements of the inventive drive according to FIG. 1;

Fig. 5 eine blockschaltbildliche Darstellung der Steuerung des Antriebs. Fig. 5 is a block diagram representation of the control of the drive.

In Fig. 3 ist als Beispiel für ein chirurgisches Instru ment eine Absaugstanze 1 gezeigt, welche zwei ineinander geschobene Hülsenstangen aufweist. Eine äußere Hülsen stange 2 ist relativ zu einer Verschraubung 3 od. dgl. ortsfest, während eine innere Hülsenstange 4 einen gerin geren Durchmesser aufweist als die äußere Hülsenstange 2, und in der äußeren Hülsenstange 2 gleitet. Dabei betätigt die innere Hülsenstange 4 ein Schneidelement 5 eines Sche renmaules 6, wobei ein Gegenelement 7 zum Schneidelement 5 Teil der äußeren Hülsenstange 2 ist.In Fig. 3 a suction punch 1 is shown as an example of a surgical instru ment, which has two nested sleeve rods. An outer sleeve rod 2 is relative to a screw 3 or the like. Fixed, while an inner sleeve rod 4 has a smaller diameter than the outer sleeve rod 2 , and slides in the outer sleeve rod 2 . The inner sleeve rod 4 actuates a cutting element 5 of a Sche renmaules 6 , wherein a counter element 7 to the cutting element 5 is part of the outer sleeve rod 2 .

Die innere Hülsenstange 4 ist mit dem Schneidelement 5 über einen Drehbolzen 8 gelenkig verbunden, während das Schneid element 5 mit der äußeren Hülsenstange 2 ein Drehgelenk 9 ausbildet. Um dieses Drehgelenk 9 dreht das Schneidelement 5 und kann so im Zusammenspiel mit dem Gegenelement 7 eine Gewebeprobe od. dgl. aus dem Inneren eines menschlichen Körpers entnehmen. The inner sleeve rod 4 is pivotally connected to the cutting element 5 via a pivot pin 8 , while the cutting element 5 forms a swivel joint 9 with the outer sleeve rod 2 . The cutting element 5 rotates about this swivel joint 9 and, in cooperation with the counter element 7, can thus take a tissue sample or the like from the interior of a human body.

Die innere Hülsenstange 4 bildet zudem einen Absaugkanal 10 aus, der, nicht näher dargestellt, mit einer Vakuumquelle in Verbindung steht. Auf diese Weise gelangt eine abge schnittene Gewebeprobe aus dem Scherenmaul 6 in Pfeilrich tung x durch den Absaugkanal 10 in eine ebenfalls nicht näher gezeigte Auffangvorrichtung.The inner sleeve rod 4 also forms a suction channel 10 , which, not shown, is connected to a vacuum source. In this way, a cut tissue sample comes from the scissor jaw 6 in the direction of the arrow x through the suction channel 10 into a collecting device, also not shown.

Die äußere Hülsenstange 2 kann zusammen mit der Verschraubung 3 einem Griffstück 11 aufgesetzt sein, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Nicht gezeigt ist, daß die innere Hülsenstange 4 das Griffstück 11 durchfährt und in einen Anschlußnippel 12 zum Anschließen von bspw. einem Absaugschlauch einmündet. Mit dem Griff stück 11 steht ein Elektromotor 13 in Verbindung, welcher über einen Taster 14 in Betrieb gesetzt werden kann. Dabei verläuft eine in Fig. 4 angedeutete Antriebswelle 15 des Elektromotors 13 senkrecht zur inneren Hülsenstange 4, wel che, wie vorher beschrieben, als Schubstange ausgebildet ist. Auf die Antriebswelle 15 ist ein Zahnritzel 16 aufge setzt, welches mit einer Zahnung 17 an der inneren Hülsen stange 4 zusammenwirkt. Möglich ist auch, daß hierzu der inneren Hülsenstange 4 eine gesonderte, mit der Zahnung 17 versehene Hülse 18 aufgeschoben wird. Bei Betätigung des Elektromotors 13 erfolgt über das Zahnritzel 16 eine Über tragung der Rotationsbewegung der Antriebswelle 15 in eine Linearbewegung der inneren Hülsenstange 4, welche eine Be tätigung des Scherenmauls 6 zur Folge hat. Hierdurch kann bspw. durch einen elektronisch gesteuerten Wechsel der Drehbewegung der Antriebswelle in bestimmten Abständen das Scherenmaul 6 geschlossen und damit Gewebeproben entnommen werden. Möglich ist aber auch die Einstellung der Schnitt kraft, die ebenfalls elektronisch regelbar ist.The outer sleeve rod 2 can be placed together with the screw connection 3 on a handle 11 , as shown in FIGS. 1 and 2. It is not shown that the inner sleeve rod 4 passes through the handle 11 and opens into a connecting nipple 12 for connecting, for example, a suction hose. With the handle piece 11 , an electric motor 13 is connected, which can be put into operation via a button 14 . A drive shaft 15 of the electric motor 13 indicated in FIG. 4 runs perpendicular to the inner sleeve rod 4 , which surface, as previously described, is designed as a push rod. On the drive shaft 15 , a pinion 16 is set, which rod 4 cooperates with a toothing 17 on the inner sleeve. It is also possible that a separate sleeve 18 provided with the toothing 17 is pushed onto the inner sleeve rod 4 . When the electric motor 13 is actuated via the pinion 16 there is a transmission of the rotational movement of the drive shaft 15 into a linear movement of the inner sleeve rod 4 , which results in an actuation of the scissor jaw 6 . As a result, the scissor jaw 6 can be closed at certain intervals, for example by means of an electronically controlled change in the rotary movement of the drive shaft, and tissue samples can thus be taken. But it is also possible to adjust the cutting force, which is also electronically adjustable.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Motor um einen DC-Elek tromotor, dessen Versorgung über einen entsprechenden Stecker 19 geschieht. Preferably, the motor is a DC electric motor, which is supplied via a corresponding connector 19 .

Bspw. sollte dieser Motor etwa 12.000 Umdrehungen pro Minute leisten, wobei zwischen ihm und der Antriebswelle 15 ein Reduktionsgetriebe 20 angeordnet ist. Dieses Getriebe 20 hat ein Übersetzungsverhältnis von 2.000:1 oder 1.000:1.E.g. this motor should make about 12,000 revolutions per minute, a reduction gear 20 being arranged between it and the drive shaft 15 . This transmission 20 has a gear ratio of 2,000: 1 or 1,000: 1.

Zur Steuerung des gesamten Instrumentes ist unter Bezug nahme auf Fig. 4 noch folgendes hinzuzufügen:
Das Einschalten des Elektromotors erfolgt mittels des Tasters 14. Hierdurch wird das gesamte System auf Reset gesetzt. Über den Taster 14 erfolgt auch dann die weitere Bedienung des Instrumentes. Durch Drücken des Tasters 14 schließt und öffnet das Scherenmaul 6. Dies geschieht da durch, daß der Elektromotor 13 in Links- oder Rechtsdre hung versetzt wird.To control the entire instrument, the following must be added with reference to FIG. 4:
The electric motor is switched on by means of the button 14 . This will reset the entire system. The further operation of the instrument then also takes place via the button 14 . Pressing the button 14 closes and opens the scissor jaw 6 . This is done by the fact that the electric motor 13 is placed in left or right rotation.

Die elektronische Steuerung ist im übrigen so ausgeführt, daß durch eine Strom- bzw. Spannungsregelung die Elektro motorskraft konstant bleibt. Zum Schutz des Elektromotors ist eine Überlastregelung miteingebaut. Der Elektromotor wird als Stellglied definiert. Alle Funktionen gehen von der Steuerung aus. Auch die Ruhelage ist einstellbar, wobei dies durch eine elektronische Auswertung erfolgt.The electronic control is otherwise designed that the electrical by a current or voltage control engine power remains constant. To protect the electric motor an overload control is built in. The electric motor is defined as an actuator. All functions go from the control. The rest position is also adjustable, whereby this is done by an electronic evaluation.

Claims

1. Surgical instrument for cutting, punching and taking tissue samples with a cutting element ( 5 ) and a counter element ( 7 ), the counter element ( 7 ) on an outer sleeve rod ( 2 ) and the cutting element ( 5 ) on an inner, hollow one Sleeve rod ( 4 ) is arranged, the inner sleeve rod ( 4 ) slides longitudinally in the outer sleeve rod ( 2 ) and the outer sleeve rod ( 2 ) and the inner sleeve rod ( 4 ) sit in a handle ( 11 ), further comprising an electronic control means and a gear ( 20 ) provided electric motor ( 13 ) via a power transmission means the cutting element ( 5 ) on the inner sleeve rod ( 4 ) which passes through the handle ( 11 ) and has a suction channel ( 10 ) with a hose connection ( 12 ) which is connected to a vacuum source via a tissue collecting container, characterized in that the force transmission means is a toothed pinion ( 16 ) on the drive shaft ( 15 ) of the electric motor ( 13 ) which engages in a toothing ( 17 ) arranged on the inner sleeve rod ( 4 ), the electric motor ( 13 ) with its drive shaft ( 15 ) being approximately perpendicular to the inner sleeve rod ( 4 ) is arranged and drives the drive shaft ( 15 ) with clockwise / anti-clockwise rotation, wherein the torque of the electric motor ( 13 ) can also be controlled by a current or voltage control.

2. Instrument according to claim 1, characterized in that the current or voltage control of the electric motor ( 13 ) is carried out so that its torque remains constant.

3. Instrument according to claim 2, characterized in that in the electronic control an overload control inte is free.

4. Instrument according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gear ( 20 ) has different stages for reducing the speed of the drive shaft ( 15 ).