NL1025274C2 - Instrument voor fijn-mechanische of fijn-chirurgische toepassingen. - Google Patents

Description

Instrument voor fijn-mechanische of fijn-chirurgische toepassingen

De uitvinding heeft betrekking op een instrument voor fijn-mechanische of fijn-chirurgische toepassingen met een minimaal-invasief karakter, omvattende een distaai geplaatste richtbare kop, een schacht waarop de kop is ge-5 plaatst, en een proximaal geplaatst handvat voor bediening van de kop. De fijn-mechanische toepassingen betreffen bijvoorbeeld de inspectie en reparatie van motoren, machines, radiatoren of buissystemen.

Een dergelijk instrument is voor medische toepassin-10 gen onder meer bekend uit de internationale octrooiaanvrage PCT/NL01/00552, gepubliceerd onder nummer WO 02/13682.

Uit deze publicatie is een endoscoop bekend die is uitgevoerd met een distaai geplaatste camera die is geplaatst op een endoscoopschacht, waarbij voorzien is in proximaal ge-15 plaatste bedieningsmiddelen voor de camera. Ten behoeve van de koppeling van de bedieningsmiddelen en de camera wordt gebruik gemaakt van een veer die is opgebouwd uit een aaneenschakeling van in zichzelf gesloten buigzame elementen waarbij voor ieder stel van twee aan elkaar grenzende elementen 20 uit deze aaneenschakeling geldt dat deze met elkaar slechts ten dele zijn verbonden. Door deze onderling verbonden elementen zijn trekdraden gevoerd door in de elementen opgenomen doorvoergaten.

De bekende constructie bezit enkele nadelen. Deze 25 nadelen hebben betrekking op het beperkt zijn van de kleinste afmetingen van de elementen waaruit de veer is opgebouwd die nog haalbaar zijn bij een gewenste lage kostprijs van de veer. Tevens is een nadeel dat de gebruikte vier trekdraden in de bekende constructie voorkeursposities bepalen wanneer 30 de camera onder een hoek ten opzichte van de schacht is gesteld.

Met de uitvinding is beoogd deze problemen tegen te gaan en een constructie voor het medisch instrument te verschaffen die tegen lage kosten uitvoerbaar is.

35 Het instrument volgens de uitvinding is er daartoe 1025274 2 door gekenmerkt dat op de kop een kabelkrans aansluit die longitudinaal verlopende kabels omvat, waarbij iedere kabel uit de kabelkrans tenminste gedeeltelijk aan weerszijden naast een andere kabel van de kabelkrans verloopt, en waarbij 5 de kabels van de kabelkrans in radiale richting verplaat-singsvast zijn opgesloten. Dit instrument leent zich in het bijzonder voor fijn-chirurgische toepassingen, zoals uit de navolgende toelichting nog duidelijk zal worden. Fijn-mechanische toepassingen zijn echter evenzeer mogelijk, en 10 laten zich zonder inventieve arbeid uit de in het navolgende gegeven toelichting afleiden. Overigens zij opgemerkt dat andere longitudinaal verlopende elementen waarmee een gesloten krans gevormd kan worden, ook onder het binnen het kader van de uitvinding gebruikte begrip "kabel" vallen. Dit betreft 15 bijvoorbeeld een krans van (holle) slangen, of de hierna nog te noemen glasvezels. Ook hoeven de kabels niet alle dezelfde afmetingen te bezitten. Zo kunnen in doorsnede gezien zuiver "ronde" kabels liggen naast in doorsnede gezien "banaanvormige" kabels.

20 Het instrument volgens de uitvinding laat zich tegen bijzonder lage kosten vervaardigen doordat de kabels bijvoorbeeld als regulier in de handel verkrijgbare dunne staalkabels kunnen zijn uitgevoerd. Dergelijke staalkabels zijn beschikbaar met een diameter van bijvoorbeeld 0,2 mm. Hiermee 25 valt bij een centraal kanaal dat de kabelkrans begrenst met een diameter van 0,2 mm een kabelkrans te vervaardigen, welke een diameter bezit van minimaal 0,6 mm. Hiermee is een schachtdiameter realiseerbaar met een diameter van circa 1 mm.

30 Essentieel voor de uitvinding is dat de kabels van de kabelkrans in radiale en tangentiële richting verplaat-singsvast zijn opgesloten. Bij voorkeur bezitten de kabels uit de kabelkrans over hun gehele lengte onmiddellijk naastliggende naburige kabels. Hierdoor kunnen de kabels van de 35 kabelkrans zowel een trekbelasting als een duwbelasting opnemen waardoor de kabelkrans gebruikt kan worden voor het mechanisch koppelen van de kop aan het handvat.

Een belangrijk voordeel van het instrument volgens 10 252 7 4 !> 3 de uitvinding is verder dat deze vrij van voorkeursstanden is met betrekking tot de verstelling van de kop ten opzichte van de schacht.

Voor het mechanisch koppelen van de kop aan het 5 handvat kan iedere kabel uit de kabelkrans worden ingezet. In een voorkeursuitvoeringsvorm is het instrument volgens de uitvinding er echter door gekenmerkt dat althans enkele kabels uit de kabelkrans aan hun uiteinden een bevestiging bezitten aan de kop en aan het handvat. Hiermee wordt bereikt 10 dat de bevestiging op eenvoudige en daarmee goedkope wijze geconstrueerd kan worden, bijvoorbeeld door middel van sol-deerverbindingen of met boutjes die zijn aangebracht in een eindplaat waarin de uiteinden van de kabels met een trekfunc-tie kunnen worden opgenomen.

15 Een uitvoeringsvorm die de voorkeur geniet wanneer alle kabels de mechanische koppeling van de kop aan het handvat verzorgen, is er door gekenmerkt dat de bevestiging is uitgevoerd als een binnengelegen en een buitengelegen ring die samen een spleet begrenzen voor het klemmend daarin opne-20 men van de kabels. Overigens is deze constructie ook bruikbaar wanneer slechts enkele kabels uit de kabelkrans in de spleet zijn opgenomen.

Een eenvoudige en goedkope uitvoering van het instrument volgens de uitvinding voor het verplaatsingsvast op-25 sluiten van de kabelkrans heeft het kenmerk dat de kabelkrans omgeven wordt door een tegen de kabels van de kabelkrans aanliggende uitwendige veer.

Ook is mogelijk dat de kabelkrans aan haar buitenzijde is voorzien van een constructie-element dat geselec-30 teerd is uit de groep omvattende glasvezels, kabels, stroomkabels, stroomkabels omgeven door glasvezels, een slang of slangen, al dan niet met zijdelingse inkepingen, een stent en een veer zoals gespecificeerd in WO 02/13682.

Voor het inwendig opsluiten van de kabelkrans zijn 35 tal van technische mogelijkheden bruikbaar. Zo is een eenvoudige en effectieve mogelijkheid gelegen in de uitvoeringsvorm waarin de kabelkrans aan haar binnenzijde voorzien is van een inwendige veer die aanligt tegen de kabels van de kabelkrans.

1025274 4

Ook is mogelijk dat de kabelkrans aan haar binnenzijde is voorzien van een constructie-element dat geselecteerd is uit de groep omvattende een bundel glasvezels, een kabel, stroomkabels, een stroomkabel omgeven door een krans 5 glasvezels, een slang of slangen, al dan niet met zijdelingse inkepingen, een stent en een veer zoals gespecificeerd in WO 02/13682.

Overigens is denkbaar dat het uit deze groep geselecteerde constructie-element in combinatie wordt toegepast 10 met een inwendige veer die aanligt tegen de kabels van de kabelkrans. Wanneer een dergelijke inwendige veer niet wordt toegepast, dient het geselecteerde constructie-element zelf aan te liggen tegen de kabels van de kabelkrans.

Het is voordelig wanneer het constructie-element een 15 kabel is, dat op de kop van het instrument een grijpbek, schaar of cliptang, is gemonteerd en dat de kabel is uitgevoerd als bedieningskabel daarvoor. Vooral in medische toepassingen is dit nuttig.

Wanneer evenwel het constructie-element een stroom-20 kabel omvat, is het voordelig om het instrument uit te voeren met een op de kop gemonteerde camera waarbij de stroomkabel dient voor voeding van deze camera en/of voor transport van met de camera verkregen beeldinformatie. Ook kunnen uiteraard meerdere stroomkabels met gescheiden functies worden toege-25 past. De stroomkabel of stroomkabels kunnen daarnaast dienen voor voeding van een lichtbron, zoals een LED of dergelijke. Ook glasvezels zijn voor lichttransport bruikbaar, terwijl deze tevens als trekdraad kunnen fungeren.

Het volgens de uitvinding voorgestelde instrument 30 wordt bij voorkeur geselecteerd uit de groep omvattende lapa-roscoop, thoracoscoop, colonoscoop, gastroscoop, broncho-scoop, endoscoop, katheter, chirurgische boor, ureteroscoop, larynchoscoop, cystoscoop, stuurbare endoscoop, stuurbare boor, paktang, cliptang, schaar, coagulatiehaak.

35 De uitvinding zal in het navolgende verder worden toegelicht aan de hand van de tekening.

In de tekening toont: - figuur la een opengewerkt doorgesneden aanzicht 1025274 ' 5 van in hoofdzaak de kop van het instrument volgens de uitvinding; - figuur lb een detail van een voorkeursuitvoeringsvorm van de bevestiging van de kabelkrans; 5 - figuur 2a en 2b in lengtedoorsnede een instrument volgens de uitvinding in rechte respectievelijk gebogen stand; - figuur 3 in lengtedoorsnede een alternatieve uitvoeringsvorm van de in figuur 2a en 2b getoonde constructie 10 van het instrument volgens de uitvinding; - figuur 4 enkele alternatieve constructies voor de inwendige opsluiting van de kabelkrans die deel uitmaakt van het instrument volgens de uitvinding.

- figuren 5a en 5b enkele alternatieve bevestigingen 15 van de kabels van de kabelkrans, te gebruiken bij de kop en/of het handvat van het instrument volgens de uitvinding.

In de figuren gebruikte gelijke verwijzingscijfers verwijzen naar dezelfde onderdelen.

Verwijzend nu eerst naar figuur 2a en 2b wordt de 20 hoofdzaak getoond van een medisch instrument dat geselecteerd is uit de groep omvattende laparoscoop, thoracoscoop, colo-noscoop, gastroscoop, bronchoscoop, endoscoop, katheter, chirurgische boor, uretoscoop, larynchoscoop, cystoscoop, stuurbare endoscoop, stuurbare boor, paktang, cliptang, schaar, 25 coagulatiehaak.

Dit instrument 1 bezit zoals onderlinge vergelijking van figuur 2a en 2b duidelijk maakt, een distaai geplaatste richtbare kop 2, een schacht 3 waarop de kop 2 is geplaatst en een proximaal geplaatst handvat 4 dat dient voor bediening 30 van de kop 2.

Afhankelijk van de gewenste toepassing kan op de kop 2 bijvoorbeeld een grijpbek of een camera zijn aangebracht zoals hierna nog zal worden toegelicht.

Een detail van het instrument 1 nabij de kop 2 is 35 getoond in de figuren la en lb.

In figuur la is de schacht 3 en de op de schacht 3 geplaatste kop 2 in twee van elkaar gescheiden longitudinaal verlopende helften getoond. Hiermee is inzichtelijk gemaakt 1025274 6 dat in dit getoonde voorbeeld de schacht 3 een schachtwand bezit, waarin een kabelkrans 5 is opgenomen die longitudinaal in de schacht 3 verlopende kabels 6 omvat, zoals voor een aantal van deze kabels in figuur la is aangegeven. Aan figuur 5 la valt verder duidelijk te ontlenen dat iedere kabel 6 uit de kabelkrans 5 in radiale richting verplaatsingsvast is opgesloten. In de in figuur la getoonde constructie dienen hiertoe een uitwendige veer 7 die tegen de kabels 6 van de kabelkrans 5 aanligt en een inwendige veer 8 die aan de bin-1Ó nenzijde van de kabelkrans 5 aanligt tegen de kabels 6 van de kabelkrans 5.

De kabelkrans 5 dient voor het mechanisch koppelen van de kop 2 aan het handvat 4 (zie figuur 2a en 2b).

Figuur lb toont een voorziening voor het realiseren 15 van een bevestiging 9 van kabels 6 uit de kabelkrans 5 aan de kop 2 respectievelijk het handvat 4 en wel in exploded view. De in figuur lb getoonde bevestiging 9 omvat namelijk een binnengelegen ring 10 en een buitengelegen ring 11 die samen een spleet 12 begrenzen die dient voor het,klemmend opnemen 20 van kabels 6 uit de kabelkrans 5. Dit laatste kan zoals hiervoor in de inleiding tot dit uitvoeringsvoorbeeld reeds opgemerkt, bijvoorbeeld zo geschieden dat de kabels 6 slechts om en om in de spleet 12 worden opgenomen. In een dergelijk geval zijn overigens ook andere bevestigingen 9 mogelijk. Enke-25 le niet-beperkende voorbeelden zijn getoond in figuur 5a en 5b.

Figuur 5a toont de bevestiging 9 waarbij om en om uiteinden van kabels 6' in een eindplaat 13 kunnen zijn opgenomen, teneinde daarin te worden vastgezet met soldeerpunten 30 14. Tussen deze vast te zetten kabels 6' verlopen zogeheten zwevende kabels 6'’.

Figuur 5b toont de constructie waarin uiteinden van de kabels 6' in een eindplaat 13 worden opgenomen teneinde daarin te worden vastgezet met boutjes 15.

35 Met betrekking tot de inwendige veer 8 die dient voor het aan de binnenzijde opsluiten van de kabels 6 van de kabelkrans 5 zijn eveneens alternatieve uitvoeringsvormen denkbaar. Figuur 4, rechts, toont een uitvoeringsvorm waarin 1025274 : 7 de kabels 6 van de kabelkrans inwendig begrensd worden door een kabel 16. Dit kan bijvoorbeeld een trekkabel zijn die dient voor bediening van een op de kop 2 van het instrument 1 te monteren grijpbek. De trekkabel 16 kan in die uitvoering 5 een longitudinale verplaatsing ondergaan ten opzichte van de aanliggende kabels 6 van de kabelkrans 5. De grijpbek kan op voor de vakman bekende wijze met een veerelement zijn uitgerust voor het leveren van een tegenkracht ten opzichte van de met de trekkabel 16 uit te oefenen kracht zodat de grijpbek 10 zowel geopend als gesloten kan worden afhankelijk van de stand van de trekkabel 16. Opgemerkt wordt dat in de getoonde constructie trekkabel 16 ook als duwkabel gebruik kan worden, zodat van het genoemde veerelement kan worden afgezien. Een verdere constructieve toelichting is gezien het voor de vak-15 man bekende karakter van een dergelijke grijpbek overbodig zodat hiervan verder wordt afgezien.

Figuur 4, links, toont een uitvoering van het instrument 1 volgens de uitvinding waarin de trekkabel 16 in het inwendige van een inwendige veer 8 verloopt die tezamen 20 met de uitwendige veer 7 zorgdraagt voor de verplaatsingsvas-te opsluiting van de kabels 6 van de kabelkrans 5.

Behalve de zojuist toegelichte uitvoering waarin een trekkabel 16 aan de binnenzijde van de kabelkrans 5 verloopt, is het ook mogelijk om hier een stroomkabel of stroomkabels 25 te laten verlopen of een stroomkabel omgeven door een krans glasvezels, dan wel een slang of zelfs een veer zoals gespecificeerd in WO 02/13682. Ook behoort de toepassing van een stent tot de mogelijkheden. Ieder van de zojuist genoemde mogelijkheden bezit bepaalde voordelen die afhankelijk van de 30 beoogde toepassing geselecteerd kunnen worden. De uitvoering met de stent of met de uit WO 02/13682 bekende veer bezit bijvoorbeeld een verhoogde torsiestijfheid ten opzichte van de uitvoering met een inwendige veer.

De uitvoering waarin het constructie-element een 35 stroomkabel is, kan voordelig worden uitgevoerd met een op de kop 2 gemonteerde camera waarbij de stroomkabel op voor de vakman bekende wijze dient voor voeding van de camera en waarbij deze zelfde kabel of nog verdere stroomkabels voor 1025274 ' 8 transport van beeldinformatie kunnen worden toegepast. Ook kunnen glasvezels worden toegepast die bij voorkeur in een krans om de stroomkabel zijn aangebracht voor het transport van licht ten behoeve van de met de camera op te nemen beeld-5 informatie. De wijze waarop dit moet worden uitgevoerd, is voor de vakman geheel bekend zodat van verdere toelichting daarvan wordt afgezien.

Verwijzend nu weer naar de figuren 2a en 2b laat zich het werkingsprincipe van het instrument 1 volgens de 10 uitvinding ten aanzien van de richtbaarheid van de kop 2 eenvoudig toelichten.

Op de kop 2 kan bijvoorbeeld een miniatuurcamera zijn bevestigd waarbij een voedingskabel voor de camera en glasvezels voor transport van licht door het inwendige van de 15 inwendige veer 8 wordt geleid. De kabels 6 van de kabelkrans 5 zijn vastgezet met een bevestiging 9 die aan de kopzijde de aan de hand van figuur lb besproken binnengelegen ring 10 en buitengelegen ring 11 omvat. Een overeenkomstige constructie is voorzien aan de zijde van het handvat 4. De bevestiging 9 20 aan de zijde van het handvat 4 is daarin verschuifbaar opgenomen .

Het getoonde instrument 1 bevat vier helixvormige veren, te weten een duwveer 17 direct achter de kop 2, een trekveer 18 tussen schacht 3 en handvat 4, een compensatie-25 veer 19 die opgenomen is in het handvat 4 en een over de gehele lengte van het instrument 1 verlopende inwendige veer 8. Opgemerkt wordt dat in de (rechte) schacht 3, de inwendige veer 8 vervangen kan zijn door een buis.

De functie van de veren is als volgt: 30 - Trekveer 18 is uitgevoerd als gesloten trekveer zodat deze relatief stijf is voor andere bewegingen dan de gewenste buigbeweging. Bij voorkeur is de trekveer 18 langs een deel van de omtrek vastgelijmd aan de schacht 3 respectievelijk het handvat 4 om de torsiestijfheid van de con-35 structie te vergroten.

- De inwendige veer 8 is een slappe veer die als functie heeft de kabels 6 van de kabelkrans 5 gepositioneerd te houden.

1025274 ' 9 - Compensatieveer 19 heeft als functie om de achter de kop 2 geplaatste veer 17 in de rechtstand samen te drukken totdat deze gesloten is. Hiertoe is de compensatieveer 19 enigszins zwaarder uitgevoerd dan de duwveer 17.

5 De werking van het instrument 1 is als volgt: door verbuiging van het handvat 4 wordt het met pijl A aangegeven deel van de ondergelegen kabels 6 van de kabelkrans 5 langer. Doordat het met pijl B aangegeven deel van deze kabels 6 niet kan verkorten doordat de veer 17 in de rechtstand geheel ge-10 sloten is, verkorten de kabels 6 in het met C aangegeven deel van de kabels 6. Hierdoor bewegen de bevestigingsringen 9 in het handvat 4 in de richting van het distale uiteinde en worden de bovenste kabels 6 gevierd waardoor duwveer 17 ruimte verkrijgt om krom te buigen over eenzelfde hoek als trekveer 15 18 ten gevolge van de verstelling van het handvat 4.

Figuur 3 tenslotte toont schematisch een uitvoeringsvorm van het medisch instrument 1 volgens de uitvinding waarin de in figuur 2a en 2b getoonde compensatieveer 19 in het handvat 4 is weggelaten. Bij een verstelling van het 20 handvat 4 dient dan de benodigde lengte van de kabels 6 beschikbaar te komen, uit compressie van de achter de kop 2 geplaatste veer 17 die daartoe in de rechtstand niet gesloten moet zijn uitgevoerd.

Het onderzoek dat tot de onderhavige uitvinding 25 heeft geleid, is mogelijk gemaakt door een beurs van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen.

1025274 ‘

Claims (12)

1. Instrument (1) voor fijn-mechanische of fijn-chirurgische toepassingen met een minimaal-invasief karakter, omvattende een distaai geplaatste richtbare kop (2), een schacht (3) waarop de kop (2) is geplaatst, en een proximaal 5 geplaatst handvat (4) voor bediening van de kop (2), met het kenmerk, dat op de kop (2) een kabelkrans (5) aansluit die longitudinaal verlopende kabels (6) omvat, waarbij iedere kabel (6) uit de kabelkrans tenminste gedeeltelijk (5) aan weerszijden naast een andere kabel (6) van de kabelkrans (5) 10 verloopt, en waarbij de kabels (6) van de kabelkrans (5) in radiale richting verplaatsingsvast zijn opgesloten.

2. Instrument volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kabelkrans (5) is ingericht voor het mechanisch koppelen van de kop (2) aan het handvat (4).

3. Instrument volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat althans enkele kabels (6) uit de kabelkrans (5) aan hun uiteinden een bevestiging (9) bezitten aan de kop (2) en aan het handvat (4).

4. Instrument volgens conclusie 3, met het kenmerk/ 20 dat de bevestiging (9) is uitgevoerd als een binnengelegen (10) en een buitengelegen (11) ring die samen een spleet (12) begrenzen voor het klemmend daarin opnemen van de kabels.

5. Instrument volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk/ dat de kabelkrans (5) omgeven wordt door een te- 25 gen de kabels (6) van de kabelkrans (5) aanliggende uitwendige veer (7).

6. Instrument volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de kabelkrans (5) aan haar buitenzijde is voorzien van een constructie-element dat geselecteerd is uit 30 de groep omvattende glasvezels, kabels, stroomkabels, stroomkabels omgeven door glasvezels, een slang of slangen, al dan niet met zijdelingse inkepingen, een stent en een veer zoals gespecificeerd in WO 02/13682.

7. Instrument volgens een der conclusies 1-6, met 35 het kenmerk, dat de kabelkrans (5) aan haar binnenzijde voor- 1025274 zien is van een inwendige veer (8) die aanligt tegen de kabels (6) van de kabelkrans (5).

8. Instrument volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de kabelkrans (5) aan haar binnenzijde is 5 voorzien van een constructie-element dat geselecteerd is uit de groep omvattende een bundel glasvezels, een kabel, stroomkabels, een stroomkabel omgeven door een krans glasvezels, een slang of slangen, al dan niet voorzien van zijdelingse inkepingen, een stent en een veer zoals gespecificeerd in WO 10 02/13682.

9. Instrument volgens een der conclusies 1-6 en 8, met het kenmerk, dat het constructie-element aanligt tegen de kabels (6) van de kabelkrans (5).

10. Instrument volgens conclusie 8 of 9, waarbij het 15 constructie-element een kabel is, met het kenmerk, dat op de kop een grijpbek, schaar of cliptang is gemonteerd en de kabel is uitgevoerd als bedieningskabel daarvoor.

11. Instrument volgens conclusie 8 of 9, waarbij het constructie-element althans een stroomkabel omvat, met het 20 kenmerk, dat op de kop een camera is gemonteerd en dat de stroomkabel dient voor voeding van de camera, en/of voor transport van met de camera verkregen beeldinformatie.

12. Instrument volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze geselecteerd is uit de groep 25 omvattende laparoscoop, thoracoscoop, colonoscoop, gastro-scoop, bronchoscoop, endoscoop, katheter, chirurgische boor, ureteroscoop, larynchoscoop, cystoscoop, stuurbare endoscoop, stuurbare boor, paktang, cliptang, schaar, coagulatiehaak. 1025274 '