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WO2003017858A1 - Endoskophalte- und transporteinheit - Google Patents

Endoskophalte- und transporteinheit Download PDF

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Publication number
WO2003017858A1
WO2003017858A1 PCT/EP2002/007809 EP0207809W WO03017858A1 WO 2003017858 A1 WO2003017858 A1 WO 2003017858A1 EP 0207809 W EP0207809 W EP 0207809W WO 03017858 A1 WO03017858 A1 WO 03017858A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
endoscope
drive sleeve
shaft
transport unit
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2002/007809
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Selig
Rudolf Ullrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Original Assignee
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Forschungszentrum Karlsruhe GmbH filed Critical Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Publication of WO2003017858A1 publication Critical patent/WO2003017858A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147Holding or positioning arrangements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147Holding or positioning arrangements
    • A61B1/0016Holding or positioning arrangements using motor drive units

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope holding and transport unit as a component of an endoscope guide system for holding, guiding and for rotating and transversely and transversely moving a shaft of an endoscope or surgical instrument, preferably for use in minimally invasive surgery according to the first claim.
  • the surgeon visually monitors the intervention using endoscopes, which are introduced into the patient's body via an incision.
  • endoscopes which are introduced into the patient's body via an incision.
  • the endoscopes inserted into the patient's body, as well as other instruments, are held by a surgical assistant and positioned and moved at the request of the interventional surgeon.
  • One component of such an endoscope guide system is the endoscope holding and transport unit.
  • the endoscope is held, guided and, depending on the concept, moved together with certain components of the endoscope holding and transport unit.
  • DE 196 09 034 C2 describes, by way of example, a possible endoscope guide concept in which the endoscope is firmly clamped in a holder and, together with it, in a ner slide guide is moved laterally around the endoscope axis by motor or manually.
  • the endoscope guide only serves as a passive holder for the endoscope, the required movements on the part of the endoscope guide system, in the exemplary embodiment cited, being able to be implemented by a robot arm.
  • motor-driven endoscope holding and transport units in which an endoscope inserted into the endoscope holding and transport unit can be moved transversely and rotationally about its longitudinal axis without a holder that moves with the endoscope and without a separate slide guide or guideway, are not known.
  • the object of the present invention is therefore to propose an endoscope holding and transport unit described in the introduction, in which the drive units act frictionally directly on the cylindrical endoscope shaft when the endoscope is moved in the endoscope holding and transport unit.
  • the endoscope is moved laterally or rotated without moving the endoscope holding and transport unit in the endoscope holding system. Only the endoscope is thus moved, while the endoscope holding and transport unit and the endoscope holding system remain stationary. This means that all movements take place in a particularly advantageous manner in the immediate field of vision of the intervening surgeon, which not only keeps his working area intact, but also does not distract the surgeon from movements in the entire endoscope holding system during the procedure.
  • the endoscope holding and transport unit can also be used for all surgical instruments that have an instrument shaft that is suitable as a guide.
  • the invention proposes the features set out in claim 1. Further advantageous features which further develop the invention can be seen in the characterizing parts of the subclaims.
  • FIGS. 1 to 7 represent a possible embodiment of the endoscope holding and transport unit. Show it:
  • the endoscope holding and transport unit consists of a tubular housing 1 with the separately attached upper and lower end pieces 2 and 3, in which a split (see FIG. 1) or undivided drive sleeve 4 that can be rotated coaxially in the housing with two bolts 5 and 6 protruding into the interior of the drive sleeve, the two bolts 5 positively engaging in one groove 7 of the upper feed sleeve 8 and the two bolts 6 positively engaging in one groove 9 of the lower feed sleeve 10.
  • the two feed sleeves 8 and 10 are each inserted coaxially to the housing 1 in the drive sleeve, each have a central bore as a bearing for the endoscope shaft 11.
  • the upper and lower feed sleeves 8 and 10 are also coupled to one another with a connecting pin 12 in such a way that they can be moved away from or towards one another on the endoscope shaft 11, but cannot rotate relative to one another about the endoscope shaft 11.
  • the upper feed sleeve 8 and also the lower feed sleeve 10 can also be secured against an undesired rotational movement in the housing 1 by one or more inserted coupling pins 13, which are firmly inserted into a ring gear 18 and can be positively inserted into the upper end piece 2.
  • the rotary movement of the drive sleeve 4 is motor-controlled by a drive unit, not shown in FIG. 1 (see FIG. 4), namely driven by a gear 21 for the undivided drive sleeve 4 or, as shown in FIGS. 1 to 3, by two gear wheels 21 when using a split drive sleeve 4.
  • the gears engage from outside through recesses in the housing 1 in a corresponding end toothing on the outer surface of the drive sleeve 4.
  • the coupling pin 13 is firmly inserted into a plate gear 18 which, with reference to FIG. 1, can be moved up or down by means of a circumferential groove 19 with a fork (not shown). If the ring gear 18 is pushed downward, the ring gear 18 engages positively via a toothing 20 in the end face of the drive sleeve 4 and couples the rotary rotary movements of the feed sleeves 8 and 10 with the drive sleeve 4 via pins 12 and 13 pushed the ring gear 18 upwards, the positive connection between ring gear 18 and drive sleeve 4 is released. On the other hand, the coupling pin 13 is positively inserted by the ring gear 18 into a recess in the upper cover 2, whereby the feed sleeves 8 and 10 via the pins 12 and 13 is arranged against rotation in the housing.
  • the groove 7 is always arranged opposite to the curve of the groove 9, which is always guaranteed by the coupling of the feed sleeves 8 and 10 via the connecting pin 12.
  • the feed sleeves 8 and 10 are cyclically pushed back and forth on the end occipital shaft 11 in the event of a blocking of the rotational movements by the pins 12 and 13, ie cyclically pushed against and pushed against each other.
  • each of these clamping devices consists of a clamping jaw, which is pushed over elevations on the inner surface of the drive sleeve by a relative rotation of the drive sleeve 4 to the clamping device 16 or 17. In this way, the clamping jaw is pressed onto the O-ring underneath and onto the endoscope shaft 11, with which it is secured against slipping in the respective feed sleeve.
  • the elevations on the inner surface of the drive sleeve 4 are arranged such that exactly one of the two clamping devices 16 and 17 is always pressed in in any relative angular position of the drive sleeve relative to the feed sleeves 8 and 10.
  • a transition of the activation from one to the other clamping device 16 or 17 takes place when the bolts 5 and 6 engage in horizontal regions of the grooves 7 and 9 with reference to FIG. 1.
  • Each clamp is active over half a phase of the cyclically running grooves 7 and 9, ie in each case via a transition from the top and bottom dead center of the cyclic course.
  • the endoscope or surgical instrument is always replaced by pulling out the endoscope shaft against the friction of an O-ring pressed onto the endoscope shaft via a clamping device.
  • the two drive sleeve parts can be rotated relative to one another with the purpose of deactivating both clamping devices 16 and 17, so that the endoscope shaft 11 can be pulled out of the feed sleeves 8 and 10 with little friction.
  • the upper and lower end pieces can each be provided with a wiper ring, through which the endoscope shaft is pushed and cleaned with the O-rings before reaching the feed sleeves (not shown in the figures).
  • FIG. 2 a to d show the movement sequence in the endoscope holding and transport unit during a lateral displacement of the endoscope shaft 11 in the endoscope holding and transport unit on the basis of sectional drawings, which correspond in the detail shown in FIG. 1. They also show the same components mentioned above.
  • FIG. 2 a specifies the point in time at which the two feed sleeves 8 and 10 were just pushed apart by the bolts 5 and 6 running in the grooves 7 and 9, while the endoscope shaft 11 was carried along by the clamping device 17 with the feed sleeve 10.
  • the associated directions of movement are highlighted in FIG. 2a, as in the following figures, by arrows.
  • FIG. 2 d The fourth sub-cycle of the translatory feed movement of the endoscope shaft 11 is shown in FIG. 2 d.
  • Feed sleeves and the endoscope shaft do not move and the bolts 5 and 6 are located in the region of the dead center of the cyclical curve profile of the grooves 7 and 9, so that the two feed sleeves are pushed together.
  • the upper clamping device 16 is released again and the lower clamping device 17 is tightened again.
  • the elevations on the inner surface of the drive sleeve 4 are also coordinated here in such a way that the clamping device 16 is released simultaneously with the clamping of the clamping device 17. From this position, the feed sleeves 8 and 10 are separated again by turning the drive sleeve 4 further. pushed as already explained with reference to FIG. 2a.
  • FIGS. 1 and 2 a to d show, using sectional drawings, which correspond to FIGS. 1 and 2 a to d in the detail shown, the endoscope holding and transport unit during a rotational rotary movement of the endoscope shaft 11 in the endoscope holding and transport unit.
  • the disk gear wheel 18 is shifted downward with reference to FIGS. 3 a and b, so that the pin 13 is pulled out of the recess in the upper end piece 2 and that Plate gear 18 is pushed onto the upper end face of the drive sleeve 4 and connected in a form-fitting manner via the toothing 20.
  • drive sleeve 4 and the feed sleeves 8 and 10 are now coupled to one another, whereby, as described above, it is always ensured by construction that one of the two clamping devices 16 and 17 is tensioned and the endoscope shaft 11 is frictionally fixed in one of the two feed sleeves 8 and 10 , This switching can take place in any relative angular position of the drive sleeve 4 to the feed sleeves 8 and 10, both with feed sleeves pushed together (FIG. 3 a) and with feed sleeves pushed apart (FIG. 3 b).
  • FIG. 4 shows the side view of the endoscope holding and transport unit installed in a holder 22 and passively mounted via the bearings 23.
  • the preferably electric or pneumatic drives 24 for the drive sleeve 4 as well as the pneumatic switch 28, which has two pressure bellows acting against each other, are firmly attached to the housing 1 and pivot with the endoscope holding and transport unit.
  • a fork 25 is controlled via the pneumatic switch 28, which is controlled via two flexible control lines 29.
  • the fork 25 is rotatably mounted on a fixed bearing 27 and transmits the movements of the switch 28 via an engagement 26 through a recess in the housing 1 to the ring gear 18.
  • electromagnetic or mechanical switching devices are also suitable.

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Abstract

Endoskophalte- und Transporteinheit zum Halten, Führen sowie zum rotatorischen und transversalen Bewegen eines Schafts eines Endoskops oder chirurgischen Instrument, bestehend aus einem Gehäuse, einer angetrieben drehbar im Gehäuse eingesetzen Antriebshülse mit innenliegenden Bolzen und Erhebungen und einer stirnseitigen Verzahnung, zwei hintereinander in die Antriebshülse eingeschobene Vorschubhülsen mit je einer Aussen umlaufenden periodisch zyklischen, jeweils zu der der anderen Vorschubhülse sybchron gegenläufigen Rille zur Führung der Bolzen, welche über einen Mitnehmerstift miteinander und mit einem Tellerzahnrad über einen Kupplungsstift verbunden ist, wobei das Tellerzahnrad zwischen einer Position mit zusammengeschobener Verzahnung von Tellerzahnrad und Antriebshülse, und einer Position mit in dem Gehäuse eingeschobenen Kupplungsstift verschiebbar ist, je Vorschubhülse einer auf den Endoskopschaft wirkenden Klemmvorrichtung, welche durch die Erhebungen in der Antriebshülse aktivierbar sind, wobei in jeder Stellung stets eine der Klemmvorrichtungen aktiviert ist.

Description

Endoskophalte- und Transporteinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Endoskophalte- und Transporteinheit als Komponente eines Endoskopführungssys- tems zum Halten, Führen sowie zum und rotatorischen und transversalen Bewegen eines Schafts eines Endoskops oder chirurgischen Instruments vorzugsweise für den Einsatz in der minimalinvasiven Chirurgie gemäß des ersten Patentanspruchs .
In der minimalinvasiven Chirurgie erfolgt die visuelle Überwachung des Eingriffs durch den Chirurgen mit Hilfe von Endoskopen, welche über eine Inzision in den Körper des Patienten eingeführt werden. Im allgemeinen werden die in den Patientenkörper eingeführten Endoskope wie auch andere Instrumente von einem Operationsassistenten gehalten und nach Aufforderung des eingreifenden Chirurgen positioniert und bewegt .
Motiviert durch die im besonderem Maße beengten Platzverhältnisse in der minimalinvasiven Chirurgie und durch das mögliche Einsparungspotential beim Krankenhauspersonal wurden in der Vergangenheit neben zahlreichen Stativen auch manuelle und motorisch bewegbare Führungssysteme für Endoskope und andere Instrumente für die minimalinvasive Chirurgie entwickelt .
Eine Komponente eines derartigen Endoskopführungssystem stellt die Endoskophalte- und Transporteinheit dar. In dieser wird das Endoskop gehalten, geführt und je nach Konzept gemeinsam mit bestimmten Komponenten der Endoskophalte- und Transporteinheit bewegt.
DE 196 09 034 C2 beschreibt beispielhaft ein mögliches En- doskopführungskonzept , bei dem das Endoskop in einer Halte- rung fest eingespannt wird und gemeinsam mit dieser in ei- ner Schlittenführung lateral um die Endoskopachse motorisch oder manuell bewegt wird.
In einem zweiten Endoskopführungskonzept , stellvertretend dargestellt in WO 94/03113, dient die Endoskopführung nur als passive Halterung für das Endoskop, wobei die erforderlichen Bewegungen seitens des Endoskopführungssystem, im zitierten Ausführungsbeispiel durch einen Roboterarm realisierbar sind.
Motorisch angetriebene Endoskophalte- und Transporteinheiten, bei den ein in die Endoskophalte- und Transporteinheit eingeschobenes Endoskop um seine Längsachse ohne eine sich mit dem Endoskop mitbewegende Halterung und ohne separate Schlittenführung oder Führungsbahn transversal und rotato- risch bewegbar ist, sind dagegen nicht bekannt.
Die vorliegende Erfindung hat somit zur Aufgabe, eine eingangs beschriebene Endoskophalte- und Transporteinheit vorzuschlagen, bei dem die Antriebseinheiten bei einem Bewegen des Endoskops in der Endoskophalte- und Transporteinheit reibschlüssig direkt auf den zylindrischen Endoskopschaft wirken.
Der wesentliche Vorteil beim Einsatz von Antriebseinheiten, welche direkt am Endoskopschaft angreifen, ist der Entfall von zusätzlichen Schlittenführungen oder Führungsbahnen. Deren Länge richtet sich, wie auch in DE 196 09 034 C2 dargestellt, nämlich an den geforderten gesamten Verfahrbe- reich für das Endoskop, womit der Bewegungsraum des Chirurgen eine enorme Einschränkung erfährt.
Zudem erfolgt eine laterale Verschiebung oder ein Drehen des Endoskops ohne eine Verschiebung der Endoskophalte- und Transporteinheit im Endoskophaltesystem. Bewegt wird somit nur das Endoskop, während die Endoskophalte- und Transporteinheit und das Endoskophaltesystem ortsfest verbleiben. Damit erfolgen in besonders vorteilhafter Weise alle Bewegungen im unmittelbaren Sichtfeld des eingreifenden Chirurgen, wodurch nicht nur sein Arbeitsbereich erhalten bleibt, sondern der Chirurg zudem nicht durch Bewegungen im gesamten Endoskophaltesystem während des Eingriffs abgelenkt wird.
Grundsätzlich ist die Endoskophalte- und Transporteinheit auch für alle chirurgischen Instrumente einsetzbar, welche einen als Führung geeigneten Instrumentenschaft aufweisen.
Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung die Merkmale vor, die im Patentanspruch 1 angeführt sind. Weitere, vorteilhafte und die Erfindung weiterbildende Merkmale sind in den kennzeichnenden Teilen der Unteransprüche zu sehen.
Einzelheiten werden im folgenden und anhand der Figuren 1 bis 7, welche eine mögliche Ausführungsform der Endoskophalte- und Transporteinheit darstellen, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittzeichnung der Endoskophalte- und Transporteinheit ,
Fig. 2 a bis d anhand einer Schnittzeichnung die Bewegungsabläufe bei einer translatorischen Bewegung des Endoskops in der Endoskophalte- und Transporteinheit,
Fig. 3 a und b anhand einer SchnittZeichnung die Bewegungsabläufe bei einer rotatorischen Bewegung des Endoskops in der Endoskophalte- und Transporteinheit, sowie
Fig. 4 die seitliche Ansicht der in einer Halterung 22 eingebauten Endoskophalte- und Transporteinheit mit Antrieb 24, Schalter 28 sowie der Gabel 25. Die Endoskophalte- und Transporteinheit besteht, wie in Fig. 1 dargestellt, aus einem rohrförmigen Gehäuse 1 mit den separat aufgesetzten oberen und unteren Endstücken 2 und 3, in dem eine koaxial im Gehäuse drehbare geteilte (vgl. Fig. 1) oder ungeteilte Antriebshülse 4 mit je zwei in das Innere der Antriebshülse hineinragenden Bolzen 5 und 6 eingesetzt ist, wobei die beiden Bolzen 5 formschlüssig in je eine Rille 7 der oberen Vorschubhülse 8 und die beiden Bolzen 6 formschlüssig in je eine Rille 9 der unteren Vorschubhülse 10 eingreifen. Die beiden Vorschubhülsen 8 und 10 sind dabei jeweils koaxial zum Gehäuse 1 in die Antriebshülse eingeschoben, weisen je eine zentrale Bohrung als Lagerung für den Endoskopschaft 11 auf . Die obere und untere Vorschubhülse 8 bzw. 10 sind zudem mit einem Verbindungsstift 12 miteinander so gekoppelt, dass sie zwar auf dem Endoskopschaft 11 voneinander weg oder zueinander hin bewegbar sind, aber sich nicht gegeneinander um den Endoskopschaft 11 verdrehen können. Die obere Vorschubhülse 8 und über diese auch die untere Vorschubhülse 10 ist zudem gegen eine ungewollte Rotationsbewegung im Gehäuse 1 durch einen oder mehrere eingesetzte Kupplungsstifte 13, welche in ein Tellerzahnrad 18 fest eingesetzt über dieses in das obere Endstück 2 formschlüssig einschiebbar sind, absicherbar.
Die Drehbewegung der Antriebshülse 4 erfolgt motorgesteuert durch eine in Fig. 1 nicht dargestellten Antriebseinheit (vgl. Fig. 4), und zwar angetrieben über ein Zahnrad 21 für die ungeteilte Antriebshülse 4 oder, wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, über zwei Zahnräder 21 beim Einsatz einer geteilten Antriebshülse 4. Die Zahnräder greifen von außen durch Aussparungen im Gehäuse 1 in eine entsprechende Stirnverzahnung auf der Außenfläche der Antriebshülse 4 ein.
Es sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass im Falle einer Bauform mit geteilten Antriebshülse 4 ein Syn- chronlauf der beiden Antriebshülsenteile im Gehäuse auf geeignete Weise, vorzugsweise über einen synchronen Antrieb beider Antriebshülsenteile gewährleistet sein muss. Die geteilte Antriebshülse stellt somit funktioneil eine Einheit entsprechend der ungeteilten Antriebshülse dar. Eine gegeneinander Verdrehmöglichkeit der beiden Antriebshülsenteile ist dagegen nur zum Wechseln des Endoskops oder des chirurgischen Instruments gewollt und vorgesehen. Fig. 1 zeigt speziell diese Bauform, bei der jede der beiden Antriebshülsenteile über ein eigenes Zahnrad 21 angetrieben ist.
Der Kupplungsstift 13 ist fest in ein Tellerzahnrad 18 eingesetzt, welches mit Hinweis auf Fig. 1 über eine umlaufende Nut 19 mit einer nicht dargestellten Gabel nach oben oder unten verschiebbar ist. Ist das Tellerzahnrad 18 nach unten geschoben, greift das Tellerzahnrad 18 über eine Verzahnung 20 formschlüssig in die Stirnfläche der Antriebshülse 4 ein und koppelt über die Stifte 12 und 13 die rota- torischen Drehbewegungen der Vorschubhülsen 8 bzw. 10 mit der Antriebshülse 4. Ist dagegen das Tellerzahnrad 18 nach oben geschoben, löst sich die formschlüssige Verbindung zwischen Tellerrad 18 und Antriebshülse 4. Dagegen wird der Kupplungsstift 13 durch das Tellerrad 18 formschlüssig in eine Aussparung des oberen Deckel 2 eingeschoben, womit die Vorschubhülsen 8 bzw. 10 über die Stifte 12 und 13 verdrehsicher im Gehäuse angeordnet ist.
Die Rillen 7 und 9 sind sinusförmig oder einer zyklischen Kurve mit abwechselnden oberen und unteren horizontale Bereichen (= Totpunkte, ähnlich eines Plateaus) mit stetigen Übergängen zwischen diesen Bereichen folgend und umlaufend in der oberen bzw. unteren Vorschubhülse 8 bzw. 10 eingearbeitet, wobei eine Phase der zyklischen Kurvekurve im Ausführungsbeispiel 180°, d. h. einer halben Umdrehung, entspricht. Je nach Ausführungsbeispiel sind auch Phasenlängen von 360° sowie Winkel, welche mit einer ganzen Zahl zu 360° multiplizierbar sind, geeignet. Dabei ist der Kurvenverlauf der Rille 7 gegenüber des Kurvenverlaufs der Rille 9 stets gegenläufig angeordnet, was durch die Kopplung der Vorschubhülsen 8 und 10 über den Verbindungsstift 12 auch stets gewährleistet ist. Durch ein Verdrehen der Antriebshülse 4 mit den in die Rillen 7 und 9 eingreifenden Bolzen 5 und 6 werden die Vorschubhülsen 8 und 10 im Falle einer Blockierung der Rotationsbewegungen durch die Stifte 12 und 13 zyklisch gegenläufig auf dem Endsokopschaft 11 hin- und hergeschoben, d. h. zyklisch gegeneinander an- und auseinandergeschoben .
Ferner weist die obere und untere Vorschubhülse 8 bzw. 10 jeweils in der zentralen Bohrung eine Umlaufrille für die Aufnahme jeweils eines O-Ringes 14 bzw. 15 aus Gummi oder Kunststoff sowie je einer um diesen angeordneten verstellbaren Klemmvorrichtung 16 bzw. 17 auf. Jede dieser Klemmvorrichtungen besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Klemmbacke, welche über Erhebungen auf der Innenfläche der Antriebshülse durch eine relative Verdrehung von Antriebshülse 4 zu Klemmvorrichtung 16 bzw. 17 über diese aufgeschoben wird. Auf diese Weise wird die Klemmbacke auf den darunter liegenden O-Ring und dieser auf den Endoskop- schacht 11 gedrückt, womit diese in der jeweiligen Vorschubhülse gegen Verrutschen gesichert ist. Die Erhebungen auf der Innenfläche der Antriebshülse 4 sind so angeordnet, dass in jeder relativen Winkelstellung der Antriebshülse zu den Vorschubhülsen 8 und 10 immer exakt eine der beiden Klemmvorrichtungen 16 und 17 eingedrückt ist. Ein Übergang der Aktivierung von einer auf die andere Klemmvorrichtung 16 bzw. 17 erfolgt dann, wenn die Bolzen 5 und 6 in mit Bezug auf Fig. 1 horizontale Bereiche der Rillen 7 und 9 eingreifen. Dabei ist jede Klemmung über eine halbe Phase der zyklisch verlaufenden Rillen 7 und 9, d. h. jeweils über einen Übergang von oberen und unteren Totpunkt des zyklischen Verlaufs, aktiv. Ein Austausch des Endoskops oder chirurgischen Instruments erfolgt bei der Bauform mit ungeteilter Antriebshülse durch Herausziehen des Endoskopschaftes somit stets gegen die Reibung eines über eine Klemmvorrichtung auf den Endoskopschaft angepressten O-Rings. Dagegen sind bei der Bauform mit geteilter Antriebshülse die beiden Antriebshülsenteile mit dem Zweck, beide Klemmvorrichtungen 16 und 17 zu deaktivieren, gegeneinander verdrehbar, sodass der Endoskopschaft 11 reibungsarm aus den Vorschubhülsen 8 und 10 herausziehbar ist.
Gegen eine innere Verschmutzung der Endoskophalte- und Transporteinheit können vorzugsweise die oberen und unteren Endstücke jeweils mit einem Abstreifring versehen werden, durch die der Endoskopschaft hindurchgeschoben und vor Erreichen der Vorschubhülsen mit den O-Ringen gereinigt wird (nicht in den Figuren dargestellt) .
Fig. 2 a bis d zeigen anhand von Schnittzeichnungen, welche im gezeigten Ausschnitt der Fig. 1 entsprechen, den Bewegungsablauf in der Endoskophalte- und Transporteinheit während einer lateralen Verschiebung des Endoskopschafts 11 in der Endoskophalte- und Transporteinheit. Sie zeigen somit auch die gleichen zuvor genannten Komponenten.
Bei einer lateralen Verschiebung ist das Tellerzahnrad 18 stets nach oben geschoben, womit der Kupplungsstift 13 in den oberen Deckel 2 eingreift (vgl. Fig. 2 a) . Die beiden Vorschubhülsen 8 und 10 sind somit von der Antriebshülse 4 entkoppelt. Ferner ist in Fig. 2 a die Klemmbacke der unteren Klemmvorrichtung 17 angespannt, womit die untere Vorschubhülse 10 durch den O-Ring 15 auf dem Endoskopschaft 11 fixiert ist. Fig. 2 a gibt genau den Zeitpunkt an, bei dem die beiden Vorschubhülsen 8 und 10 über die in den Rillen 7 und 9 laufenden Bolzen 5 und 6 gerade auseinandergeschoben wurden, während der Endoskopschaft 11 über die Klemmvorrichtung 17 mit der Vorschubhülse 10 mitgenommen wurde. Die zugehörigen Bewegungsrichtungen sind in Fig. 2 a, wie auch in den folgenden Figuren durch Pfeile hervorgehoben.
Bei Fig. 2 b ist die Antriebshülse 4 bereits etwas weitergedreht worden, die Vorschubhülsen und der Endoskopschaft bewegen sich nicht und die Bolzen 5 und 6 befinden sich im Bereich der Totpunkte der zyklischen Kurvenverlaufs der Rillen 7 bzw. 9. An dieser Stelle wird die untere Klemmvorrichtung 17 wieder gelöst und dafür die obere Klemmvorrichtung 16 angespannt. Die Erhebungen auf der Innenfläche der Antriebshülse 4 sind dabei so abgestimmt, dass die Lösung der Klemmvorrichtung 17 zeitgleich mit dem Anspannen der Klemmvorrichtung 16 erfolgt.
Im nächste Schritt der translatorischen Bewegung erfolgt bei anhaltender Klemmung der oberen Klemmvorrichtung 16 ein Zusammenschieben der Vorschubhülsen 8 und 10, wobei die obere Klemmvorrichtung 16 den Endoskopschaft 11 mitnimmt (siehe Pfeile) . Auch hier erfolgt eine Zwangsführung der Vorschubhülsen über die in die Rillen 7 und 9 eingreifenden Bolzen 5 und 6 bei weiteren Verdrehung der Antriebshülse 4.
Den vierten Teilzyklus der translatorischen Vorschubbewegung des Endoskopschafts 11 zeigt Fig. 2 d. Vorschubhülsen und der Endoskopschaft bewegen sich nicht und die Bolzen 5 und 6 befinden sich im Bereich der Totpunkte der zyklischen Kurvenverlaufs der Rillen 7 bzw. 9, sodass die beiden Vorschubhülsen aneinandergeschoben sind. In dieser Position wird die obere Klemmvorrichtung 16 wieder gelöst und dafür wieder die untere Klemmvorrichtung 17 angespannt. Die Erhebungen auf der Innenfläche der Antriebshülse 4 sind auch hier so abgestimmt, dass die Lösung der Klemmvorrichtung 16 zeitgleich mit dem Anspannen der Klemmvorrichtung 17 erfolgt . Aus dieser Position werden durch Weiterdrehen der Antriebshülse 4 die Vorschubhülsen 8 und 10 wieder ausein- andergeschoben, wie es anhand der Fig. 2 a bereits erläutert wurde.
Allein durch die Drehrichtung der Antriebshülse 4 im Gehäuse 1, d. h. ohne weitere Maßnahme oder Einstellung, wird die Vorschubrichtung des Endoskopschaftes 11 bestimmt. Bei einem Drehrichtungswechsel der Antriebshülse 4 verlaufen folglich die anhand der Figuren 2 a bis d beschriebenen Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab, wobei der Endoskopschaft in Gegenrichtung bewegt wird.
Fig. 3 a und b zeigen anhand von Schnittzeichnungen, welche im gezeigten Ausschnitt den Figuren 1 sowie 2 a bis d entsprechen, die Endoskophalte- und Transporteinheit während einer rotatorischen Drehbewegung des Endoskopschafts 11 in der Endoskophalte- und Transporteinheit.
Im Gegensatz zu den Vorgängen bei einer translatorischen Bewegung wird in der Endoskophalte- und Transporteinheit bei einer rotatorischen Drehbewegung das Tellerzahnrad 18 mit Bezug auf Fig. 3 a und b nach unten verschoben, damit der Stift 13 aus der Aussparung im oberen Endstück 2 herausgezogen und das Tellerzahnrad 18 auf die obere Stirnfläche der Antriebshülse 4 aufgeschoben und über die Verzahnung 20 formschlüssig verbunden. Somit sind jetzt Antriebshülse 4 und die Vorschubhülsen 8 und 10 miteinander gekoppelt, wobei, wie zuvor beschrieben, konstruktiv stets sichergestellt ist, dass eine der beiden Klemmvorrichtungen 16 und 17 angespannt ist und den Endoskopschaft 11 in einer der beiden Vorschubhülsen 8 bzw. 10 reibschlüssig fixiert. Diese Umschaltung kann in jeder beliebigen relativen Winkelstellung der Antriebshülse 4 zu den Vorschubhülsen 8 und 10 erfolgen, und zwar sowohl mit aneinandergeschobenen Vorschubhülsen (Fig. 3 a) wie auch mit auseinandergeschobenen Vorschubhülsen (Fig. 3 b) . Somit wird die Drehbewegung, welche vom Antrieb über das oder die Zahnräder 21 auf die Antriebshülse 4 übertragen wird, von dort ohne weitere Übersetzung über den Kupplungsstift 13 auf die obere Vorschubhülse 8 und von dort entweder über die Klemmvorrichtung 16 und dem O-Ring 14 oder über den Mitnehmerstift 12 auf die untere Vorschubhülse 10, und von dieser über die Klemmvorrichtung 17 und dem O-Ring 15 auf den Endoskopschaft 11 ohne weitere Übersetzung übertragen.
Schließlich zeigt Fig. 4 die seitliche Ansicht der in einer Halterung 22 eingebauten und über die Lager 23 passiv gelagerten Endoskophalte- und Transporteinheit. Die vorzugsweise elektrischen oder pneumatische Antriebe 24 für die Antriebshülse 4 sowie der pneumatische Schalter 28, welcher zwei gegeneinander wirkende Druckbalge aufweist, sind dabei fest auf dem Gehäuse 1 aufgesetzt und schwenken um das Lager mit der Endoskophalte- und Transporteinheit mit. Über den pneumatischen Schalter 28, welcher über zwei flexible Ansteuerleitungen 29 angesteuert wird, wird eine Gabel 25 angesteuert. Die Gabel 25 ist auf ein Festlager 27 drehbar gelagert und überträgt die Bewegungen des Schalters 28 über einen Eingriff 26 durch eine Aussparung im Gehäuse 1 auf das Tellerzahnrad 18. Anstelle des pneumatischen Schalters 28 eignen sich auch elektromagnetische oder mechanische Schaltvorrichtungen .
Bezugszeichenliste :
1 Gehäuse
2 Obere Endstück
3 Untere Endstück
4 Antriebshülse
5 Bolzen
6 Bolzen
7 Rille
8 Obere Vorschubhülse
9 Rille
10 untere Vorschubhülse
11 Endoskopschaft
12 Mitnehmerstift
13 Kupplungsstift
14 O-Ring
15 O-Ring
16 Klemmvorrichtung
17 Klemmvorrichtung
18 Tellerzahnrad
19 Nut
20 Verzahnung
21 Zahnrad
22 Halterung
23 Lager
24 Antrieb
25 Hebel
26 Eingriff
27 Festlager
28 Pneumatischer Schalter
29 Ansteuerleitung

Claims

Patentansprüche :
1. Endoskophalte- und Transporteinheit als Komponente eines Endoskopführungssystems zum Halten, Führen sowie zum rotatorischen und transversalen Bewegen eines Schafts eines Endoskops oder chirurgischen Instruments, bestehend aus einem Gehäuse, welches konzentrisch um den Schaft angeordnet ist und Elemente für die Aufhängung des Endoskophalte- und Transporteinheit im Endoskopführungssystem aufweist , einer rohrförmige Antriebshülse (4), welche konzentrisch zum Schaft angetrieben drehbar im Gehäuse (1) eingesetzt ist, dessen Innenfläche feststehend nach innen ragende Bolzen (5, 6) und Erhebungen sowie eine Stirnfläche eine Verzahnung (20) aufweist, zwei hintereinander auf den Schaft aufschiebbare und in die Antriebshülse eingeschobene Vorschubhülsen (8, 10) mit je einer außen umlaufenden, einer periodisch zyklischen Kurve mit oberen und unteren Bereichen mit stetigen Übergängen zwischen diesen Bereichen folgenden Rille, welche jeweils synchron gegenläufig zu der jeweils anderen Rille verläuft, für die formschlüssige Führung der Bolzen (5, 6) in den Vorschubhülsen (8, 10), welche über einen lose in die Vorschubhülsen eingesetzten Mitnehmerstift (12) parallel zum Schaft miteinander und eine der beiden Vorschubhülsen auf dessen anderen Seite zusätzlich mit einem konzentrisch auf dem Schaft aufgeschobenen Tellerzahnrad (18) über einen in dieses fest eingesetztes Kupplungsstift (13) verbunden ist, wobei das Tellerzahnrad (18) im Gehäuse zwischen einer Position, bei der die Verzahnung (20) des Tellerzahnrades (18) und der Antriebshülse (4) formschlüssig zusammengeschoben ist, und einer anderen Position, bei der das den Vorschubhülsen abgewandte Ende des Kupplungs- stiftes (13) formschlüssig in das Gehäuse eingeschoben ist, schaltbar ist, je einer auf den Schaft wirkenden Klemmvorrichtung (16, 17), eingesetzt in je eine Umlaufrille auf den Innenflächen der beiden Vorschubhülsen (8, 10), jeweils bestehend aus einem O-Ring (14, 15) und einer Klemmbacke, welche durch Aufschieben der Erhebungen auf der Innenfläche der Antriebshülse (4) aktivierbar und durch Herunterschieben der Erhebungen wieder lösbar sind, wobei die Erhebungen so gestaltet sind, dass bei jeder relativen Drehwinkelstellung zwischen Antriebshülse (4) und den gekoppelten Vorschubhülsen (8, 10) immer eine der beiden Klemmvorrichtungen (16, 17) aktiviert ist und ein Übergang der aktiven Klemmung von einer zur anderen Klemmvorrichtung immer nur dann erfolgt, wenn der Abstand der beiden Vorschubhülsen (8, 10) zueinander minimal oder maximal ist und die Klemmung zwischen dem genannten minimalen und maximalen Abstand stets aktiv verbleibt.
2. Endoskophalte- und Transporteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebshülse im Bereich zwischen den Bolzen (5) und den Bolzen (6) geteilt ist und die beiden einzelnen Antriebshülsenteile je über einen eigenen Antrieb, jedoch synchron zueinander über je ein Zahnrad (21) antreibbar sind.
3. Endoskophalte- und Transporteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtungen in den Vorschubhülsen gegen Verunreinigungen auf dem Schaft durch Abstreifringe geschützt sind.
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