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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft im Allgemeinen chirurgische Instrumente. Im Besonderen
betrifft diese Erfindung flexible endoskopische Instrumente für die Verwendung
durch ein Endoskop hindurch. Insbesondere betrifft diese Erfindung
einen chirurgischen Klammerapplikator, der für die Verwendung durch ein Endoskop
hindurch eingerichtet ist und verwendet werden kann, um Gänge, Gefäße und andere
Gewebe zu klammern und/oder zu nähen,
um ein Gewebe zu verankern oder um einen Fremdkörper an einem Gewebe zu befestigen.
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2. STAND DER TECHNIK
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Chirurgische
Klammern werden im Allgemeinen verwendet, um eine Klemmkraft auf
Gänge,
Gefäße und andere
Gewebe auszuüben.
Zusätzlich sind
chirurgische Klammern besonders nützlich beim Steuern des Blutens
eines Gewebes an Stelle von Nähen
oder Klammernähen,
wo Nähen
oder Klammernähen
schwierig ist.
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Alle
der gegenwärtig
verfügbaren
chirurgischen Mehrfach-Klammerapplikatoren sind im Wesentlichen
starre Vorrichtungen, dafür
vorgesehen, sich durch eine Trokaröffnung oder durch eine Inzision
bis zu einer Operationsstelle, die das Anwenden einer Klammer erfordert,
zu erstrecken. Die Vorrichtungen sind starr gewesen, weil ein steifes
Druckelement erforderlich gewesen ist, um die erforderliche Druckkraft
zum Bewegen der Klammer über
das Gewebe auszuüben.
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Es
besteht jedoch ein wesentlicher Bedarf an einem flexiblen Klammerapplikator,
insbesondere an einem, der durch ein Lumen eines Endoskops hindurch
eingesetzt werden kann. Die Möglichkeit, Klammern
durch ein Endoskop hindurch anzuwenden, würde eine Unzahl von minimal
invasiven chirurgischen Lösungen
für medizinische
Probleme, insbesondere diejenigen des Magen-Darm-Traktes, ermöglichen.
Es ist jedoch eine anerkannte Theorie, daß die übertragene Kraft, die erforderlich
ist, um eine Klammer über
Gewebe vorzuschieben oder zu formen, nicht erzeugt werden kann im
am weitesten distalen Ende einer langen flexiblen Vorrichtung, die üblicherweise
mit einer röhrenförmigen Metallspirale oder
einer Polymerröhre
aufgebaut ist, wie beispielsweise einer endoskopischen Vorrichtung
oder eines Katheters. Zum Beispiel hat Dr. med. C. Paul Swain, ein
anerkannter Fachmann für
endoskopische Instrumente und insbesondere endoskopische Klammernahtvorrichtungen
erklärt,
daß „es schwer
ist, beim Drücken
mehr als 200 g Kraft auf das Gewebe auszuüben... Diese Tatsache ist selbstverständlich ein Merkmal,
das einen Eingriff bei flexibler Endoskopie verhältnismäßig sicher macht." Siehe C. Paul Swain, „What Endoscopic
Accessories Do We Really Need?",
Emerging Technologies in Gastrointestinal Endoscopy, Gastrointest.
Endosc., Bd. 7, Nr. 2, S. 313–330
(April 1997). Es ist jedoch eine Druckkraft, die wesentlich größer ist
als 200 g, erforderlich, um eine Klammer über zusammengedrücktes Gewebe zu
drücken.
In der Tat wird angenommen, daß für ein zufriedenstellendes
Instrument eine Kraft von mehr als 500 Gramm (1,1 lb) erforderlich
ist und wesentlich größere Kräfte, z.
B. von mehr als 1500 Gramm (3,3 lb), wünschenswert wären.
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Im
Allgemeinen schließt
eine flexible endoskopische Vorrichtung (z. B. eine Biopsiezangenvorrichtung)
ein äußeres röhrenförmiges Element,
das typischerweise aus einer röhrenförmigen Metallspirale
oder einer Polymerröhre
aufgebaut ist, die schlecht beim Übertragen von Kräften sind,
die dem äußeren röhrenförmigen Element
Zugbeanspruchungen mitteilen, ein Steuerelement, das in Längsrichtung
im Verhältnis
zu dem röhrenförmigen Element
bewegt werden kann, einen Endeffektor, der derart an die distalen
Enden sowohl des röhrenförmigen Elements als
auch des Steuerelements gekoppelt ist, daß eine relative Bewegung des
Steuerelements und des röhrenförmigen Elements
eine Betätigung
des Endeffektors bewirkt, und einen Griff, der das Steuerelement im
Verhältnis
zu dem Griff bewegt, ein.
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Diese
Art eines flexiblen endoskopischen Instruments ist aus mehreren
Gründen
begrenzt in dem Ausmaß an
Druckkraft, die es erzeugen kann. Ein Zusammendrücken eines flexiblen Steuerelements (Druckelements)
neigt dazu, zu bewirken, daß sich das
Druckelement innerhalb der flexiblen Außenhülle der Vorrichtung beult.
Falls ein flexibles Druckelement mit einem verhältnismäßig größeren Durchmesser verwendet
wird derart, daß es
einem Beulen besser widersteht, kann das Druckelement zu viel Steifigkeit
gegen das Biegen des endoskopischen Instruments verleihen. Zusätzlich ist
ein flexibles Druckelement mit einem größeren Durchmesser größeren Reibungskräften innerhalb
der Außenhülle ausgesetzt,
was die von dem Griff zu dem Endeffektor übertragene Kraft verringert.
Falls das flexible Druckelement im Durchmesser verhältnismäßig kleiner
hergestellt wird, ist es einem Knicken ausgesetzt, was dazu führen wird,
daß wenig
oder gar keine Kraft zu dem distalen Ende übertragen wird. Das Knicken ist
insbesondere ein Problem bei endoskopischen Instrumenten, da sich
das Endoskop und sein Lumen durch eine gewundene Bahn erstrecken
können.
Aus diesen Gründen
und anderen haben das mechanische Ausüben einer verhältnismäßig großen Druckkraft
am distalen Ende und insbesondere die Klammerapplikation außerhalb
der Möglichkeiten
flexibler endoskopischer Instrumente gelegen.
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Zusätzlich ist
es wichtig, daß das
Gewebe, um das eine Klammer anzuwenden ist, wesentlich zusammengedrückt wird.
Während
die Backen eine Klemmkraft ausüben,
die das Gewebe zusammendrückt,
ist es auf Grund der Abmessungen der verhältnismäßig kleinen Klemmbackenanordnung schwierig,
große
Klemmkräfte
zu erreichen. Das heißt,
die Abmessungen sind derart, daß der
Hebelarm zwischen einem Drehpunkt der Klemmbackenanordnung und jedem
Klemmbackenmitnehmer verhältnismäßig kurz
ist, was die mechanische Hebelwirkung an der Klemmbackenanordnung
begrenzt.
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US 2002/138086 A1 und
US 2002/0138086 A1 offenbaren
beide einen flexiblen Klammerapplikator, der eine aus Flachdraht
gewickelte röhrenförmige Spirale,
ein Paar von Backen am Ende der Spirale, Endeffektordrähte, die
sich durch die Spirale erstrecken und an die Backen gekoppelt sind,
und einen Klammervorschubdraht, der sich durch die Spirale erstreckt,
einschließt.
Die Backen schließen
Kanäle, in
denen eine Klammer gleitet, wenn die Backen geschlossen sind, und
einen distalen Amboß,
der dazu dient, einen Abschnitt der Klammer zu biegen, um deren
Festhalten an dem festgeklemmten Gewebe zu erleichtern, ein.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine flexible endoskopische
Vorrichtung bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, großen Zugkräften ausgesetzt
zu sein.
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Es
ist ebenfalls eine Aufgabe der Erfindung, eine flexible endoskopische
Vorrichtung bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, an ihrer
Klemmbackenanordnung eine verhältnismäßig große Klemmkraft zu
erzeugen.
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Es
ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine flexible endoskopische
Vorrichtung bereitzustellen, die eine Klemmbackenanordnung mit einer
gesteigerten mechanischen Übersetzung
hat.
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Eine
Klemmbackenanordnung nach der vorliegenden Erfindung wird in Anspruch
1 definiert, und ein endoskopisches System, das die Klemmbackenanordnung
einsetzt, wird in Anspruch 12 definiert.
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Die
Backen schließen
Klemmflächen,
die dazu dienen, Gewebe zwischen den Backen zusammenzudrücken, wenn
die Backen geschlossen sind, Führungen,
in denen eine am weitesten distale Klammer in Distalrichtung gleitet
und über
das festgeklemmte Gewebe vorgeschoben wird, wenn eine Reihe von
Klammern durch einen Klammerdrücker vorgeschoben
wird, und einen distalen Amboß,
der dazu dient, einen Abschnitt der am weitesten distalen Klammer
zu biegen, um deren Festhalten an dem festgeklemmten Gewebe zu verbessern,
ein. Nach einem bevorzugten Aspekt der Erfindung definieren Abschnitte
der Backen und des Anschlußstücks einen
Umfangssteg mit einem größeren Durchmesser als
der Rest der Backen und des Anschlußstücks. Dieser Steg dient dazu,
zu ermöglichen,
daß die Schwenkachse
der Backen und die Mitnehmerlöcher der
Backen (an denen die Steuerdrähte
an die Mitnehmer der Backen gekoppelt sind) weiter als ansonsten
möglich
auseinanderbewegt werden können,
um eine wesentlich größere mechanische Übersetzung
beim Schließen
der Backen zu bewirken.
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Im
Betrieb können
die Backen in einer geschlossenen Position durch einen Arbeitskanal
eines Endoskops hindurch bewegt werden. Sobald sie ausgetreten sind,
kann der Griff betätigt
werden, um die Backen zu öffnen
und die Backen zu einer gewünschten
Ausrichtung zu drehen. Die Backen werden auf beiden Seiten des Gewebes
angeordnet, um das eine Klammer anzuordnen gewünscht wird, und der Griff wird
betätigt,
um die Endeffektordrähte
derart zu ziehen, daß sich
die Backen um das Gewebe festklemmen. Danach wird der Griff arretiert,
um die Backen in der geklemmten Position zu erhalten. Der Griff
wird betätigt,
um ein Vorschieben eines Klammervorschubdrahtes durch die röhrenförmige Spirale zu
bewirken derart, daß eine
Klammer durch die Backenführungen
und über
das Gewebe vorgeschoben wird. Die Klammer wird vorgeschoben, bis
ein Abschnitt derselben gegen den Amboß der Backen gezwungen wird,
um ein Biegen des Klammerabschnitts zu bewirken, so daß sich dieser
Abschnitt in Seitenrichtung bewegt, um das festgeklemmte Gewebe
zu durchstechen. Nachdem die Klammer angelegt ist, werden die Backen
um das Gewebe gelöst, und
die Endeffektorbaugruppe kann danach zu einer anderen Gewebeposition
bewegt werden, um zusätzliche
Klammern anzulegen.
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Zusätzliche
Aufgaben und Vorzüge
der Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet offensichtlich bei
Bezugnahme auf die ausführliche
Beschreibung, betrachtet in Verbindung mit den bereitgestellten
Figuren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines chirurgischen
Klammerapplikators nach der Erfindung, gezeigt mit dem Griff, konfiguriert,
um die Backen in einer offenen Konfiguration bereitzustellen,
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2 ist
eine unterbrochene perspektivische Ansicht eines distalen Abschnitts
des Klammerapplikators nach der Erfindung,
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2A ist
eine auseinandergezogene und unterbrochene perspektivische Ansicht
eines distalen Abschnitts des Klammerapplikators nach der Erfindung,
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2B ist
eine unterbrochene schematische Ansicht eines distalen Endes des
Klammervorschubdrahtes und des Spiralenverbinders,
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2C ist
eine unterbrochene schematische Ansicht eines distalen Endes des
Klammervorschubdrahtes und des Spiralenverbinders, welche die Begrenzung
für eine
proximale Bewegung des Klammervorschubdrahtes im Verhältnis zu
dem Spiralenverbinder illustriert,
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3 ist
eine perspektivische Ansicht der Klemmbackenanordnung nach der Erfindung
und einer Klammer,
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4 ist
eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines chirurgischen
Klammerapplikators nach der Erfindung, welche die rechte Seite des Griffs
zeigt, positioniert, um die Backen in einer ungeladenen geschlossenen
Konfiguration zu plazieren,
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4A ist
eine Ansicht, ähnlich 4,
die alternative Ausführungsformen
für den
Griff des Klammerapplikators nach der Erfindung illustriert,
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5 ist
eine vergrößerte Ansicht
des Griffs des chirurgischen Klammerapplikators, wobei der Griff
in der gleichen Position ist wie in 4 gezeigt,
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6 ist
eine Ansicht, ähnlich 4,
der linken Seite des Griffs,
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7 ist
eine Ansicht, ähnlich 6,
mit der Hinzufügung
der mehreren Federn,
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8 ist
eine vergrößerte unterbrochene Schnittansicht
der proximalen linken Seite des Griffs des Klammerapplikators nach
der Erfindung,
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9 ist
eine vergrößerte perspektivische Seitenansicht
der Endeffektorbaugruppe,
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10 ist
eine vergrößerte perspektivische distale
Stirnansicht der Endeffektorbaugruppe,
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11 ist
eine unterbrochene teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des distalen
Endes des Klammerapplikators nach der Erfindung,
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12 ist
eine Ansicht, ähnlich 1,
die den Griff derart konfiguriert zeigt, daß die Backen in einer ungeladenen
geschlossenen Konfiguration sind, und gezeigt ohne das Ritzel an
dem Klemmbackenschließhebel,
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13 ist
eine teilweise perspektivische Schnittansicht eines chirurgischen
Klammerapplikators nach der Erfindung, welche die Drehung der Endeffektorbaugruppe
durch Betätigen
des Drehknopfs illustriert,
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14 ist
eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines chirurgischen
Klammerapplikators nach der Erfindung, welche die Backen in einer geklemmten
Konfiguration zeigt,
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15 ist
eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines chirurgischen
Klammerapplikators nach der Erfindung, welche die Backen in einer geklemmten
Konfiguration und den Klammervorschubhebel betätigt zeigt,
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16 ist
eine vergrößerte teilweise
Schnittansicht des Griffs des chirurgischen Klammerapplikators,
die den Klammervorschubhebel betätigt
zeigt,
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17 ist
eine Längsschnittansicht
des distalen Endes des Klammerapplikators nach der Erfindung, gezeigt
mit den Backen in einer geschlossenen Konfiguration und einer geformten
Klammer zwischen denselben,
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18 ist
eine unterbrochene teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des distalen
Endes des Klammerapplikators nach der Erfindung, gezeigt mit den
Backen in einer offenen Konfiguration und einer geformten Klammer
zwischen denselben,
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19 ist
eine unterbrochene teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des distalen
Endes des Klammerapplikators nach der Erfindung, gezeigt mit den
Backen in einer offenen Konfiguration, wobei die geformte Klammer
freigegeben ist und der Halter einer nachfolgenden Klammer zwischen
den Backen vorspringt,
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20 ist
eine Längsschnittansicht
des distalen Endes des Klammerapplikators nach der Erfindung, gezeigt
mit den Backen in einer offenen Konfiguration und dem im Verhältnis zu
der Ansicht von 19 eingezogenen Halter,
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21 ist
eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines chirurgischen
Klammerapplikators nach der Erfindung, gezeigt mit den Backen in
einer offenen Position und einer geformten, von denselben gelösten Klammer,
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22 ist
eine Tabelle, welche die Abmessungen für die röhrenförmige Spirale, den Klammervorschubdraht
und die Endeffektordrähte
von sechs Prototypen und die sich ergebende, mit dem Prototyp erreichte,
Abgabekraft auflistet,
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23 ist
eine Wirkungsgraddarstellung der in der Tabelle von 22 beschriebenen
Prototypen,
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24 ist
eine unterbrochene perspektivische Ansicht eines distalen Endes
einer Klammerapplikatorvorrichtung der Erfindung, die zweite Ausführungsformen
eines Sperrklinkenmechanismus und einer Klammerkammer nach der Erfindung zeigt,
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25 ist
eine vergrößerte unterbrochene perspektivische
Ansicht eines Abschnitts des Sperrklinkenmechanismus von 24,
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26 ist
eine teilweise unterbrochene perspektivische Ansicht eines distalen
Endes einer Klammerapplikatorvorrichtung der Erfindung, welche die
zweiten Ausführungsformen
eines Sperrklinkenmechanismus und einer Klammerkammer nach der Erfindung
zeigt,
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27 ist
eine vergrößerte teilweise
unterbrochene perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Sperrklinkenmechanismus
und der Klammerkammer von 26 zeigt,
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28 ist
eine Seitenansicht einer spiralförmig
geschnittenen Metallröhre
zur Verwendung als Klammerkammer nach der Erfindung,
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29 ist
eine Stirnansicht der Metallröhre von 28,
wobei innerhalb derselben in unterbrochenen Linien eine Klammer
gezeigt wird,
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30 ist
eine teilweise unterbrochene perspektivische Ansicht einer dritten
Ausführungsform eines
Sperrklinkenmechanismus und einer Klammerkammer sowie einer alternativen
Klemmbackenanordnung nach der Erfindung,
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31 ist
eine teilweise unterbrochene auseinandergezogene perspektivische
Ansicht, ähnlich 30,
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32 ist
eine perspektivische Ansicht der alternativen Klemmbackenanordnung
nach der Erfindung, wobei die Backen in einer offenen Position gezeigt
werden, und
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33 ist
eine perspektivische Ansicht der alternativen Klemmbackenanordnung
nach der Erfindung, wobei die Backen in einer geschlossenen Position
gezeigt werden.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1, 2, 2A und 3 zugewendet,
wird nun eine Ausführungsform
eines flexiblen Klammerapplikators 10 nach der Erfindung,
geeignet zum Einsetzen durch einen Arbeitskanal (ein Lumen) eines
Endoskops hindurch, gezeigt. Der Klammerapplikator 10 schließt im Allgemeinen
eine flexible, aus Flachdraht gewickelte äußere röhrenförmige Spirale 12 ein,
die eine an einem distalen Ende 16 derselben angebrachte
Endeffektorbaugruppe 13 hat. Die Endeffektorbaugruppe 13 schließt ein Anschlußstück (eine
Klemmbackenhalterung) 14 ein, die drehbar ein Paar von
Backen 18, 20 trägt. Endeffektordrähte 22, 24 erstrecken
sich durch die röhrenförmige Spirale 12 und
haben distale Enden 26, die jeweils an die Backen 18, 20 gekoppelt
sind. Ein Klammervorschubdraht 30 erstreckt sich durch
die röhrenförmige Spirale 12 und
schließt
ein distales Ende 32 ein, das mit einem Klammerdrücker 34 versehen
ist. Eine gleitfähige,
vorzugsweise extrudierte Mehrlumensperrhülse 36 erstreckt sich
im Wesentlichen durch die gesamte Länge der äußeren röhrenförmigen Spirale 12 und
trennt die Endeffektordrähte 22, 24 und
den Klammervorschubdraht 30 voneinander und von der äußeren röhrenförmigen Spirale 12. Eine
proximale Griffbaugruppe 40 wird bereitgestellt, um die
Endeffektordrähte 22, 24 und
den Klammervorschubdraht 30 im Verhältnis zu der röhrenförmigen Spirale 12 zu
bewegen, um, wie weiter unten ausführlich beschrieben, das Klemmen
und die Drehung der Backen und das Vorschieben einer Klammer zu
bewirken.
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Unter
Bezugnahme auf 4 und 5, insbesondere,
schließt
die Griffbaugruppe 40 ein Gehäuse, das durch zwei Hüllenabschnitte 42, 44 definiert
wird, einen feststehenden Griff 46, einen Klemmbackenschließhebel 48,
der linear innerhalb eines Schlitzes 50 in dem Gehäuse und
im Verhältnis zu
dem feststehenden Griff 46 bewegt werden kann, und einen
Klammervorschubhebel 52, der mit einem Schwenkzapfen 54 drehbar
an dem Klemmbackenschließhebel 48 angebracht
ist, ein. Der Klemmbackenschließhebel 48 ist,
wie weiter unten ausführlicher
beschrieben, an die Endeffektordrähte 22, 24 gekoppelt.
Der Klemmbackenschließhebel 48 wird mit
einer Feder 56 mit gleichbleibender Kraft, die in einem
distalen Abschnitt des Gehäuses
gehalten wird, in eine offene Position (weg von dem feststehenden
Griff 46) vorgespannt derart, daß die Backen 18, 20 in
einer offenen Position sind, wenn keine manuelle Kraft gegen die
Kraft der Feder 56 ausgeübt wird, um den Klemmbackenschließhebel zu
dem feststehenden Griff hin zu bewegen. Der Klammervorschubhebel 52 wird
mit einer Torsionsfeder 58 (4 und 7)
in eine offene Position, ebenfalls weg von dem feststehenden Griff 46,
gezwungen. Der Klammervorschubhebel 52 ist, wie weiter
unten ausführlich
erörtert,
an den Klammervorschubdraht 30 gekoppelt, wobei eine Drehung
des Klammervorschubhebels 52 dazu dient, den Klammerdrücker 34 am
distalen Ende 32 des Klammervorschubdrahtes 30 in
Längsrichtung
innerhalb der röhrenförmigen Spirale
zu bewegen.
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Eine
Röhre 60 erstreckt
sich vom Inneren des Griffs 40 zum Äußeren und schließt einen
proximalen Drehknopf 62 ein. Das proximale Ende des Klammervorschubdrahtes 30 wird
innerhalb der Röhre 60 festgeklemmt
oder auf andere Weise gehalten derart, daß ein Drehen des Knopfes 62 ein
Drehen des gesamten Klammervorschubdrahtes verursacht. Ein distales
Ende 64 der Röhre 60 ist
drehbar innerhalb eines Bundes 66 gekoppelt. Der Bund 66 ist
unbeweglich an eine Zahnstange 68 gekoppelt. Eine lineare
Bewegung der Zahnstange 68 innerhalb des Gehäuses bewirkt,
daß sich
die Röhre
innerhalb und außerhalb
des Gehäuses
in Längsrichtung
bewegt.
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Alternativ
dazu kann die Röhre 60,
unter Bezugnahme auf 4A, ineinanderschiebbar sein, wobei
sie zwei einander drehend überlagernde
Sektionen 60a und 60b hat derart, daß eine Bewegung der
Zahnstange 68 eine distale Sektion 60a der Röhre im Verhältnis zu
einer proximalen Sektion 60b bewegt, wodurch eine gleichbleibende
Länge für die Ausdehnung
der proximalen Sektion 60b der Röhre außerhalb des Gehäuses beibehalten
wird. Die einander drehend überlagernden
Abschnitte, die z. B. jeweils eine sechseckige Form haben, ermöglichen, daß Drehkräfte von
dem Knopf 62 zum distalen Ende 64 der Röhre übertragen
werden.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 4 ist ein Ritzel 70 drehbar
bei 72 an einem oberen Abschnitt 74 des Klammervorschubhebels 52 angebracht
und so angeordnet, daß es
auf die Zahnstange 68 einwirkt, wenn der Klammervorschubhebel
gedreht wird. Daher werden, wenn der Klammervorschubhebel 52 um
den Drehpunkt 54 zum Klemmbackenschließhebel 48 hin gedreht
wird, die Zahnstange 68 und der Klammervorschubdraht 30 vorgeschoben.
Die Zahnstange 68 ist vorzugsweise wesentlich länger, als
es durch die Zahl der Zähne
an dem Ritzel 70 erforderlich ist. Im Ergebnis dessen kann
das Ritzel 70 an einer beliebigen Position, an welcher
der Klemmbackenschließhebel 48 beim
Schließen
der Backen 18, 20 angeordnet sein mag, auf die
Zahnstange 68 einwirken. Folglich kann, wenn der Klemmbackenschließhebel 48 zum
feststehenden Griff 46 hin zurückgezogen wird, um ein Schließen der
Backen 18, 20 zu bewirken, der Klemmbackenschließhebel 48 an
einer Position angeordnet sein, die der Dicke und Konsistenz des
Gewebes entspricht, um das die Backen zu schließen sind.
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Die
Zähne des
Ritzels 70 stehen vorzugsweise auf Grund der Anordnung
der Ritzeldrehachse 72 in einem positiven Eingriffswinkel
zu den Zähnen
der Zahnstange 68. Dann wird, wenn das Ritzel gedreht wird,
die Zahnstange 68 in Längsrichtung
bewegt. Eine Blattfeder 76 wirkt zwischen dem Ritzel 70,
an einem Loch 78, und dem Vorschubhebel 52, an
einem Sockel 77, um das Ritzel 70 in die Zahnstange 68 zu
zwingen. Nach dem Auslösen
einer Klammer, wie weiter unten erörtert, ermöglicht ein Lösen des Klammervorschubhebels 52,
daß die
Feder 58 den Hebel 52 zu seiner nicht vorgespannten
Position zurückführt, und
das Ritzel 70 dreht sich gegen die Blattfeder 76 und über die
Zahnstange 68 um die Ritzelachse 72.
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6 bis
einschließlich 8 zugewendet, schließt nun der
Klemmbackenschließhebel 48 ein federaktiviertes
Rastsystem 80 ein, das den Klemmbackenschließhebel arretiert,
wenn eine vorbestimmte Belastung auf denselben ausgeübt wird,
statt wenn der Schließhebel
an einer beliebigen bestimmten Position angeordnet ist. Das Rastsystem 80 schließt die folgenden
Strukturen an einem oberen Anbringungsabschnitt 82 des
Klemmbackenschließhebels 48 ein: eine
proximale Federhalterung 84, zwei mit Zwischenraum zueinander
angeordnete Bolzen 86, 88 und einen Arretierzahn 90.
Der Arretierzahn 90 schließt einen proximalen Nocken 92 ein.
Das Rastsystem 80 schließt ferner die folgenden zusätzlichen Strukturen
ein: eine Klinke 94, die einen linearen Schlitz 96 und
einen Nockenschlitz 98 hat, die über den Bolzen 86 bzw. 88 angeordnet
sind, und eine Endeffektordraht-Halterung 100, an der die
proximalen Enden der Endeffektordrähte 22, 24 befestigt sind,
eine obere Nockenfläche 102 für die weiter
unten beschriebene Hebelarretierung 110 und eine Federraste 104.
Eine Zugfeder 106 (7) wird
zwischen der Federhalterung 84 und der Federraste 104 gehalten.
Eine im Allgemeinen L-förmige Hebelarretierung 110 ist
drehbar um einen am proximalen Ende des Griffs geformten Hebeldrehpunkt 114 gekoppelt. Ein
länglicher
Abschnitt 116 der Arretierung 110 schließt einen
Kamm ein, d. h., der Abschnitt 116 schließt mehrere
Zähne 118 ein,
deren jeder eine distale Nockenfläche 120 einschließt. Ein
anderer Abschnitt 122 der Hebelarretierung 110 ist
mit einem Freigabeknopf 124 versehen, der sich außerhalb
des Griffgehäuses
erstreckt. Eine Torsionsfeder 130 wird um den Drehpunkt 114 bereitgestellt,
um die Hebelarretierung 110 nach unten zu dem Arretierzahn 90 hin vorzuspannen.
Eine Sicherung 132 wird ebenfalls bereitgestellt, um ein
Freigeben des Klemmbackenschließhebels 48 zu
verhindern, wenn der Klammervorschubhebel 52 aus eine nicht
vorgespannten Position bewegt wird, wodurch ein unbeabsichtigtes Freigeben
nicht angewendeter Klammern verhindert wird.
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Sobald
die Backen um Gewebe geschlossen sind, wie weiter unten weiter erörtert, ist
es erwünscht,
ihre geschlossene Position aufrechtzuerhalten, bis eine Klammer über das
Gewebe vorgeschoben ist. Angesichts dieser Aufgabe funktioniert das
Rastsystem 80 wie folgt. Weiter unter Bezugnahme auf 6 bis
einschließlich 8,
ist die Nockenfläche 102 im
Allgemeinen dafür
eingerichtet, die Zähne 118 der
Hebelarretierung 110 gegenüber dem Arretierzahn 90 über dem
Arretierzahn anzuordnen derart, daß der Klemmbackenschließhebel 48 linear
bewegt werden kann. Wenn der Klemmbackenschließhebel 48 zu dem feststehenden
Hebel 46 hin bewegt wird, wird die Zugspannung in den Endeffektordrähten 22, 24 gesteigert,
um die Backen 18, 20 von einer offenen Position
zu einer geschlossen Position zu bewegen. Wenn sich die Zugspannung
in den Endeffektordrähten 22, 24 steigert
und die Zugspannung der Zugfeder 106 überschreitet, bewegt sich die
Klinke 94 in Distalrichtung im Verhältnis zum Klemmbackenschließhebel 48.
Danach bewirkt eine Bewegung des Klemmbackenschließhebels 48 im
Verhältnis
zu der Klinke 94, daß die
Bolzen 86, 88 innerhalb des linearen Schlitzes 96 bzw.
des Nockenschlitzes 98 gleiten. Unter Bezugnahme auf 8 zwingt
eine Bewegung des Bolzens 88 innerhalb des Nockenschlitzes 98 das
proximale Ende der Klinke 94 nach unten und ermöglicht,
daß sich
die Hebelarretierung 110 im Uhrzeigersinn dreht. Dies bewirkt,
daß der
Arretierzahn 90 den gezahnten Abschnitt 116 der Hebelarretierung 110 in
Eingriff nimmt und die Position des Klemmbackenschließhebels 48 arretiert.
Die auf die Endeffektordrähte
ausgeübte
Belastung ist dann auf die durch die Zugfeder 106 (7)
ausgeübte
Kraft begrenzt. Danach kann der Klemmbackenschließhebel 48 dadurch
freigegeben werden, daß der
Freigabeknopf 124 ausreichend gedrückt wird, um die Hebelarretierung 110 gegen
die Vorspannung der Torsionsfeder 130 zu drehen und den Arretierzahn 90 zu
räumen.
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1, 2, 4 und 6 zugewendet, schließt nun das
distale Ende des Gehäuses 42, 44 der
Griffbaugruppe 40 einen Schlitz 131 ein, in dem zwei
vorzugsweise im Wesentlichen starre und vorzugsweise reibungsarme
Röhren 133, 135,
z. B. Messingröhren,
bereitgestellt werden. Das proximale Ende 136 der röhrenförmigen Spirale 12 ist
in Ausrichtung mit den Röhren 133, 135 mit
einer Kegelmutterkupplung 138 oder einer gleichwertigen
Baugruppe gekoppelt. Der Klammervorschubdraht 30 erstreckt
sich von der Drehröhre 60 durch
die Röhre 133 und
in ein Klammervorschubdraht-Lumen 140 der Sperrhülse 36.
Der Klammervorschubdraht 30 erstreckt sich durch dasselbe
bis zum distalen Ende 16 der röhrenförmigen Spirale 12.
Die Endeffektordrähte 22, 24 erstrecken
sich von der Endeffektordraht-Halterung 100 durch die Röhre 135 und
in jeweilige Endeffektordraht-Lumina 142, 144 der
Sperrhülse 36 und erstrecken
sich danach durch dieselben bis zum distalen Ende der röhrenförmigen Spirale.
Die Drähte 22, 24 und 30 werden
in gesonderten Lumina innerhalb der Sperrhülse 36 bereitgestellt,
um die Reibung zwischen den Drähten
auf ein Minimum zu verringern und das Beulen und Knicken der Drähte längs der Länge der
röhrenförmigen Spirale 12 zu
verringern.
-
Unter
erneuter Bezugnahme auf 4A kann,
statt Röhren
zu verwenden, um die Drähte
aus dem Gehäuse
in die Sperrhülse
in der röhrenförmigen Spirale
zu leiten, das Gehäuse
mit Kanälen
geformt sein, welche die gleiche Funktion gewährleisten. Zum Beispiel sind
Kanäle 132a, 132b dafür eingerichtet,
den Klammervorschubdraht 30 bzw. die Endeffektordrähte 22, 24 in
die Sperrhülse 36 innerhalb
der röhrenförmigen Spirale 12 zu
leiten. Zusätzlich
kann das Gehäuse
mit einer distalen Struktur, z. B. einem zylindrischen Vorsprung 146,
geformt sein, was das Koppeln einer Kegelmutterbaugruppe an dasselbe
erleichtert.
-
Unter
erneuter Bezugnahme auf 2 ist die röhrenförmige Spirale 12 vorzugsweise
eine aus Flachdraht gewickelte röhrenförmige Drahtspirale aus
rostfreiem Stahl (oder einem anderen Metall oder einer Metall-Legierung),
obwohl eine aus Runddraht gewickelte röhrenförmige Spirale verwendet werden könnte. Die
röhrenförmige Spirale 12 ist
ziemlich steif derart, daß die
Vorrichtung durch das Endoskop hindurch zu dem Behandlungsgebiet
geschoben werden kann. Die röhrenförmige Spirale 12 hat
eine ausreichend hohe Federkonstante, um einem Aufwickeln zu widerstehen,
wenn sie der Zugbelastung ausgesetzt ist, die erzeugt wird, wenn
der Griff eine Schubkraft auf den Klammervorschubdraht und die Klammern
ausübt,
wie weiter unten ausführlicher
erörtert, und
das Beulen während
der Kraftübertragung
auf ein Minimum zu verringern. Zusätzlich ist die röhrenförmige Spirale 12 vorbelastet
derart, daß jede
Windung über
360° um
die röhrenförmige Spirale
in Berührung
mit den benachbarten Windungen ist. Der Außendurchmesser der röhrenförmigen Spirale 12 hat
einen Außendurchmesser,
der kleiner ist als der Innendurchmesser des Arbeitskanals (des
Lumens) eines Endoskops, für
das sie vorgesehen ist, und der Innendurchmesser der röhrenförmigen Spirale
sollte auf ein Maximum gesteigert sein, so daß sie leicht, wie weiter unten
erörtert,
die Sperrhülse
und den Klammervorschubdraht und die Endeffektordrähte sowie
Klammern aufnehmen kann. Bei bevorzugten Ausführungsformen hat die röhrenförmige Spirale 12 einer
für ein
Endoskop mit einem Arbeitskanal von 3,2 mm eingerichteten Vorrichtung
einen Außendurchmesser,
der vorzugsweise ungefähr
3,175 mm (0,125 Zoll) nicht überschreitet,
und vorzugsweise einen Innendurchmesser von wenigstens ungefähr 0,90
mm (0,035 Zoll), so daß sie
die Endeffektordrähte 22, 24,
den Klammervorschubdraht 30, die Sperrhülse 36 und Klammern 202 aufnehmen
kann. Das heißt,
wie in 11 gezeigt, das distale Ende
der Spirale definiert eine Klammerkammer 200 zum Aufbewahren
einer Folge von Klammern 202, wie weiter unten ausführlicher
erörtert.
Der Innendurchmesser der Spirale 12 entspricht vorzugsweise
der Querabmessung einer Klammer 202, die weiter unten erörtert wird,
so daß die
Klammer stabil durch die Kammer 200 geleitet wird. Der
Draht der röhrenförmigen Spirale 12 hat
vorzugsweise eine Breite W zwischen ungefähr 0,635 mm und 1,270 mm (0,025
Zoll und 0,050 Zoll) und vorzugsweise eine Dicke T von wenigstens
ungefähr
0,13 mm bis 0,75 mm (0,005 Zoll bis 0,030 Zoll). Die Länge der
röhrenförmigen Spirale sollte
wenigstens der Länge
des Endoskoparbeitskanals, im Allgemeinen 150 cm bis 250 cm, entsprechen.
Eine wesentliche Länge
der röhrenförmigen Spirale 12 ist
vorzugsweise mit einer Hülle 150 (1, 2 und 2A)
aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) überzogen.
-
Die
Sperrhülse 36 innerhalb
der röhrenförmigen Spirale
ist vorzugsweise von nicht kreisförmiger Gestalt, um die Berührungspunkte
zu verringern und dadurch die Reibung zwischen der Sperrhülse und der
röhrenförmigen Spirale
zu verringern. Der Hauptzweck der Hülse ist es, eine eng passende
Lagerfläche
für den
Klammervorschubdraht aufrechtzuerhalten, obwohl ihre drei unterschiedenen
Lumina helfen, die Reibung zwischen allen Drähten zu verringern. Die Hülse 36 schwimmt
vorzugsweise frei innerhalb der röhrenförmigen Spirale, d. h., sie
ist an ihren Enden oder längs
ihrer Länge
nicht an der röhrenförmigen Spirale
befestigt. Bevorzugte Querschnittsformen schließen im Allgemeinen rechteckig und
dreieckig (jeweils mit oder ohne gebrochene(n) oder abgerundete(n)
Kanten) ein. Die Sperrhülse 36 ist
vorzugsweise ein Strangpreßteil,
hergestellt aus Polypropylen, einem Fluorpolymerharz (FEP), Polytetrafluorethylen
(PTFE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Nitrolpolyvinylchlorid,
Nylon oder einem beliebigen anderen gleitfähigen Polymer.
-
Der
Klammervorschubdraht 30 ist vorzugsweise aus einer Nickel-Titan-Legierung
(NiTi) oder rostfreiem Stahl hergestellt. Die Ni-Ti-Konstruktion ermöglicht,
daß der
Klammervorschubdraht 30 ein Drehmoment überträgt (durch Drehen des Drehknopfs 62),
ohne eine Verwerfung anzunehmen und mit minimalem Durchbiegen. Der
Klammervorschubdraht 30 hat einen ausreichend großen Durchmesser,
um eine Kraft zu übertragen,
aber nicht so groß, daß verhindert
wird, daß er
durch eine gewundene Bahn hindurch funktioniert oder in die röhrenförmige Spirale 12 paßt. Ein
bevorzugter Durchmesser für den
Klammervorschubdraht beträgt
ungefähr
0,375 mm bis 0,89 mm (0,015 Zoll bis 0,035 Zoll).
-
Unter
Bezugnahme auf 2, 2A und 2B hat
das distale Ende 32 des Klammervorschubdrahtes 30 einen
nicht kreisförmigen
Querschnitt und ist vorzugsweise von rechteckiger Gestalt. Das distale
Ende 32 ist vorzugsweise vier- oder fünfmal so lang wie der Klammerdrücker 34.
Ein Spiralenverbinder 152 ist innerhalb des distalen Abschnitts 16 der
röhrenförmigen Spirale 12,
z. B. durch Schweißen,
Preßpassung, Übermaßpassung,
Verstiften usw., gekoppelt, vorzugsweise ungefähr 25 mm bis 50 mm vom distalen
Ende der röhrenförmigen Spirale
(d. h., der Länge
einer linearen Anordnung von etwa fünf Klammern), und schließt ein mittiges
Schlüsselloch 156,
das einen nicht kreisförmigen
Querschnitt hat, und zwei Endeffektorkanäle 158 (nur einer
gezeigt), durch die sich die Endeffektordrähte 22, 24 erstrecken,
ein. Das distale Ende 32 des Klammervorschubdrahtes 30 kann
in Längsrichtung
durch das Schlüsselloch 156 bewegt
werden, wobei der Übergang 159 des
Klammervorschubdrahtes 30 von der nicht kreisförmigen zu
der kreisförmigen
Außenform
als ein Anschlag am Schlüsselloch 156 für eine weitere
distale Bewegung fungiert.
-
Bei
dem flexiblen Klammerapplikator 10 besteht eine Notwendigkeit,
die genaue Position des Klammerdrückers 34 zu kennen.
Dies wird durch ein Biegen der Vorrichtung schwierig gemacht, das
die relativen Positionen des Klammervorschubdrahtes 30 im
Verhältnis
zu der Spirale 12 verändert.
Folglich schließt,
unter Bezugnahme auf 2B, das distale Ende 32 des
Klammervorschubdrahtes 30 ebenfalls einen Sperrklinkenmechanismus
ein, der teilweise durch Kerben 250 längs einer Seite 251 des
distalen Endes 32 definiert wird, die eine distale Fläche 252, im
Wesentlichen senkrecht zu der Seite 251, und eine proximale
abgeschrägte
Fläche 254 haben.
Der Sperrklinkenmechanismus wird ebenfalls durch eine elastische
Schaltklinke 256 an dem Spiralenverbinder 152 definiert.
Die Schaltklinke 256 ist in Ausrichtung mit den Kerben 250.
Wenn der Klammervorschubdraht 30 in Distalrichtung durch
das Schlüsselloch 156 bewegt
wird, gleitet die Schaltklinke 256 an der abgeschrägten Fläche 254 der
Kerben 250 und biegt sich des Spiels wegen. Da sich die
distale Fläche 252 jedoch
mit der Schaltklinke 256 überlagert, wenn der Klammervorschubdraht 30 im
Verhältnis
zu dem Spiralenverbinder 152 in Proximalrichtung bewegt
wird, kann der Klammervorschubdraht 30 nicht um eine Strecke
in Proximalrichtung bewegt werden, die bewirken würde, daß eine Kerbe 250 die
Schaltklinke 256 passiert (2C). Daher
verweist nach einem distalen Vorschieben des Klammervorschubdrahtes
und des Klammerdrückers
und dem Entfalten einer Klammer ein proximales Zurückziehen
des Klammervorschubdrahtes und des Klammerdrückers den Klammerdrücker auf
eine genaue vordefinierte Position.
-
Darüber hinaus
bewirkt das Drehen des Klammervorschubdrahtes 30, daß eine Drehbewegung
auf den Verbinder 152 und demzufolge das distale Ende der
röhrenförmigen Spirale 12 angewendet wird.
Das distale Ende der vorbelasteten röhrenförmigen Spirale 12 kann
dadurch um 360° sowohl
im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden,
durch ein Drehen des am proximalen Ende des Klammervorschubdrahtes 30 befestigten Drehknopfes 62.
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Da
die Endeffektorbaugruppe 13 am distalen Ende der röhrenförmigen Spirale
befestigt ist, bewirkt ein Drehen des Knopfes 62 ein Drehen
der Endeffektorbaugruppe 13 und der Backen 18, 20.
-
Die
Endeffektordrähte 22, 24 sind
im Durchmesser groß genug,
um ohne Beulen vorzugsweise bis zu fünfzehn Pfund an Schließkraft von
der Griffbaugruppe zu handhaben und ebenfalls die Kraft zu handhaben,
die erforderlich ist, um die Backen 18, 20 zu öffnen. Jedoch
müssen
die Endeffektordrähte
im Durchmesser klein genug sein, um an den Backen befestigt zu werden
und in die röhrenförmige Spirale 12 zu
passen. Ein bevorzugter Durchmesser für die Endeffektordrähte beträgt ungefähr 0,178
mm bis 0,375 mm (0,007 Zoll bis 0,015 Zoll), obwohl andere Größen verwendet
werden können.
-
Unter
Bezugnahme auf 9 und 10 ist das
Anschlußstück 14 der
Endeffektorbaugruppe 13 vorzugsweise unmittelbar an das
distale Ende der röhrenförmigen Spirale 12 gekoppelt.
Das Anschlußstück 14 schließt einen
mittigen Klammerkanal 164, der einen vorzugsweise rechteckigen
Querschnitt hat, und zwei seitliche Öffnungen 165, durch
welche die distalen Enden 26 bzw. 28 der Endeffektordrähte austreten
können,
ein. Die Backen 18, 20 sind jede mit einem jeweiligen
Achsbolzen 166 (einer gezeigt), der sich nicht mit dem
Kanal 164 überlagert,
drehbar um das Anschlußstück 14 gekoppelt.
Jede Backe 18, 20 schließt einen proximalen Mitnehmer 168 bzw. 169 ein,
der an die distalen Enden 26, 28 der jeweiligen
Endeffektordrähte
gekoppelt ist. Der distale Abschnitt jeder Backe 18, 20 schließt eine
Klammerführung 170 bzw. 172 und
Klemmflächen 174, 176 an der
Backe 18 und Klemmflächen 178, 180 an
der Backe 20, die sich längs jeder Seite der Führung 172 erstrecken,
ein. Alle der Klemmflächen 174, 176, 178 und 180 haben
vorzugsweise proximal gerichtete Zähne 182, was das Zielgewebe
zum Klammerkanal 164 hin zieht, wenn die Backen geschlossen
werden, und ebenfalls das Gewebe sicher greift, wenn eine Klammer
darüber
vorgeschoben wird. Das distale Ende der Backe 18 schließt einen
Amboß 184 ein, der
in Ausrichtung mit der Klammerführung 170 ist, der
sich zu der Backe 20 hin krümmt (oder abgewinkelt ist).
Die Backe 20 schließt
zwei distale Amboßführungen 186, 188 ein,
zwischen denen der Amboß 184 angeordnet
wird, wenn die Backen zu einer geschlossenen Position bewegt werden.
Die Backe 20 definiert ebenfalls eine distale Senke 190 zwischen den
Amboßführungen 186, 188,
die niedriger ist als die Oberfläche
der Klammerführung 170.
-
Unter
Bezugnahme auf 11 ist die Klammerkammer 200 zum
Aufbewahren mehrerer linear angeordneter Klammern 202 (2A),
die weiter unten beschrieben werden, zwischen dem Spiralenverbinder 152 (2 und 2A)
und dem distalen Ende 16 der röhrenförmigen Spirale 12 geformt.
Die Klammerkammer 200 ist mit dem Klammerkanal 164 des
Anschlußstücks 14 ausgerichtet.
Der Klammerdrücker 34 wird
am proximalen Ende der Kammer bereitgestellt und ist dafür angeordnet,
auf eine am weitesten proximale Klammer zu drücken derart, daß alle Klammern
vor dem Klammerdrücker 34 zu
den Backen 18, 20 hin vorgeschoben werden, wenn
der Klammervorschubhebel 52 betätigt wird, um zu bewirken,
daß sich
der Klammervorschubdraht 30 in Distalrichtung im Verhältnis zu
der röhrenförmigen Spirale 12 bewegt.
-
Der
Klammerdrücker 34,
vorzugsweise hergestellt aus rostfreiem Stahl, ist, z. B. durch
mechanisches Verbinden oder Schweißen, an das distale Ende 32 des
Klammervorschubdrahtes 30 gekoppelt. Der Klammerdrücker 34 ist,
wie weiter unten ausführlicher
beschrieben, mit einer Form versehen, die im Wesentlichen dem distalen
Abschnitt einer Klammer 202 (2A) ähnelt, die
dafür eingerichtet
ist, in dem Klammerapplikator verwendet zu werden. Solche Klammern 202 werden
ausführlich
in der zuvor eingetragenen US-Seriennr. 09/891,775 beschrieben.
Im Allgemeinen sind, unter Bezugnahme auf 2A, die
Klammern 202 jeweils in einer im Allgemeinen U-förmigen Konfiguration
mit einem ersten und einem zweiten Arm 204, 206 und
einem Brückenabschnitt 208 zwischen
denselben. Der erste Arm 204 erstreckt sich in einen verformbaren
Halter 214, der vorzugsweise ein Gewebeeinstichende 216 und
vorzugsweise ebenfalls einen Haken 218 hat, und der zweite
Arm 206 ist mit einer Spitze 210 versehen, die vorzugsweise
eine oder mehrere Rasten 212 hat. Die Klammer 202 ist
mit einer Struktur versehen, die das Stapeln (oder Verketten) mehrerer
Klammern in der Klammerkammer 200 erleichtert. Die Struktur schließt Folgendes
ein: eine Kerbe 220 an einer Verbindung des zweiten Arms 206 und
des Brückenabschnitts 208,
die dafür
eingerichtet ist, die Spitze 210 des zweiten Arms 206 einer
anderen Klammer aufzunehmen, eine längliche Aussparung 222 längs des Äußeren des
ersten Arms 204, die dafür eingerichtet ist, den Halter 214 des
ersten Arms einer anderen Klammer aufzunehmen, und eine innere Konfiguration 224 an
den Enden des ersten und des zweiten Arms, die einer äußeren Form
des proximalen Brückenabschnitts 208 einer
anderen Klammer entspricht. Bei einer Ausführungsform betragen die Klammern 202 jeweils
ungefähr
6,86 mm (0,27 Zoll) in der Länge
von der Brücke 208 bis
zum Ende des Halters 214, haben eine Breite von ungefähr 0,90
nun (0,035 Zoll) und eine Höhe
von 1,80 mm (0,070 Zoll). Es versteht sich jedoch, daß die Klammerabmessungen
für eine
Verwendung in Vorrichtungen angepaßt werden können, die Innendurchmesser
der röhrenförmigen Spirale
von verschiedenen Größen haben.
-
Unter
Bezugnahme auf 2 und 2A schließt der Klammerdrücker 34 einen
hinteren Klammersitz 228 ein, welcher der äußeren Form
des proximalen Endes der Klammer entspricht. Der Klammerdrücker 34 schließt ebenfalls
einen sich in Distalrichtung erstreckenden Arm 230, der
eine distale Klammerraste 232 (dafür eingerichtet, in der Aussparung 222 der
Klammer 202 zu sitzen) hat, und einen Absatz 234 angrenzend
an den Klammersitz 228 auf der dem Arm 230 gegenüberliegenden
Seite ein. Daher schließt
der Klammerdrücker 34 eine
Struktur ein, die dafür
eingerichtet ist, sich dem proximalen Ende einer Klammer 202 anzupassen,
um eine Druckkraft im Verhältnis
zu der röhrenförmigen Spirale
zu übertragen.
Zusätzlich
verhindert die Klammerraste 232, durch Eingreifen in der
Aussparung 222 einer Klammer 202, daß sich die
Klammern unbeabsichtigt in Distalrichtung bewegen. Die Klammerraste
ermöglicht
ebenfalls, daß sich
eine Klammer 202 in Proximalrichtung bewegt, durch Zurückziehen
des Klammerdrückers 34 derart,
daß die
Klammerraste 232 gegen die Wand an der Rückseite
der Aussparung 222 zurückdrängt und
die in Eingriff genommene Klammer in Proximalrichtung zieht, die
wiederum andere Klammern in der „Kette" bewegt. Die Funktionsweise des distalen
Abschnitts der Vorrichtung 10 (einschließlich der
Endeffektorbaugruppe 13, des Klammerdrückers 34 und der Klammerkammer 200) wird
offensichtlich unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der
Verwendung der Vorrichtung 10.
-
Unter
Bezugnahme auf 4 und 12 wird
der Klemmbackenschließhebel 48,
gegen die Vorspannung der Feder 56, zu dem feststehenden Griff 46 hin
bewegt, um zu bewirken, daß sich
die Backen 18, 20 der Endeffektorbaugruppe 13 in
eine geschlossene Position bewegen. Eine Bewegung des Hebels 48 paßt, in der
Größe, das
distale Ende der Vorrichtung für
eine Zufuhr durch das Lumen (den Arbeitskanal) eines Endoskops hindurch
an, belastet aber vorzugsweise die Endeffektordrähte 22, 24 im Wesentlichen
nicht. Sobald die Endeffektorbaugruppe 13 das distale Ende
des Endoskops verlassen hat, kann der Klemmbackenschließhebel 48 gelöst werden,
um die Backen zu öffnen
(1). Unter Bezugnahme auf 13 kann
nun der proximale Drehknopf 62 gedreht werden, was, wie
weiter oben erörtert,
ein Drehen des gesamten Klammervorschubdrahtes 30 und also
ein Drehen der Endeffektorbaugruppe 13 bewirkt. Kurz gesagt,
liegt dies daran, daß die
Endeffektorbaugruppe 13 an die röhrenförmige Spirale 12 gekoppelt
ist und die röhrenförmige Spirale
mit einem feststehenden Spiralenverbinder 152 versehen
ist, der durch ein Drehen des distalen Endes 32 des Klammervorschubdrahtes 30 gedreht wird.
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Unter
Bezugnahme auf 14 wird nun, sobald die Backen 18, 20 der
Endeffektorbaugruppe 13 auf beiden Seiten des Gewebes (nicht
gezeigt), um das eine Klammer 202 (2 und 2A)
zu plazieren gewünscht
wird, angeordnet sind, der Klemmbackenschließhebel 48 wieder zu
dem feststehenden Griff 46 hin bewegt, um die Backen um
das Gewebe zu klemmen. Der Hebel 48 wird verhältnismäßig weiter
bewegt, als in 12 gezeigt, weil die Drähte 22, 24 unter
Belastung stehen werden, um das Gewebe zusammenzudrücken. Unter
erneuter Bezugnahme auf 9 und 10 sind
die Zähne 182 an
den Klemmflächen 174, 176, 178, 180 der
Backen 18, 20 in Proximalrichtung abgewinkelt,
um das Gewebe in die Klemmbackenanordnung zu ziehen und das Gewebe
sicher gegen die distal gerichtete Kraft einer vorgeschobenen Klammer
festzuhalten. Wenn sich die Backen schließen, bewegt sich der Amboß 184 zwischen
den Amboßführungen 186, 188 und
kann das Gewebe teilweise oder vollständig durchstechen.
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Sobald
die Backen vollständig
um das Gewebe festgeklemmt sind, greift der Arretierzahn 90 mit
der Hebelarretierung 110 ineinander, wenn sich die Klinke 94 nach
unten bewegt, um einen Eingriff zu ermöglichen und dadurch, wie weiter
oben in Bezug auf 6 und 7 erörtert, den
Klemmbackenschließhebel 48 im
Verhältnis
zu dem feststehenden Griff 46 zu arretieren. Wie weiter
oben erörtert,
werden die Backen auf der Grundlage der Belastung in dem Griff,
statt an einer beliebigen bestimmten Position, arretiert. Dies ermöglicht ein
Arretieren der Backen um Gewebe mit unterschiedlichen Dicken und
Kompressionseigenschaften. Darüber
hinaus ist zu bemerken, daß,
wenn die Backen 18, 20 vollständig festgeklemmt sind, die
Endeffektordrähte 22, 24 unter
Zugspannung gesetzt sind, was eine Kompression für die röhrenförmige Spirale 12 gewährleistet
derart, daß die
Spirale eine wirksam höhere
Zuggrenze vor dem Dehnen hat.
-
Unter
Bezugnahme auf 15 und 16 wird
nun, nachdem die Backen um das Gewebe festgeklemmt sind, der Klammervorschubhebel 52 um den
Schwenkzapfen 54 gedreht, um ein Vorschieben des Klammervorschubdrahtes 30 durch
die röhrenförmige Spirale 12 zu
bewirken. Im Einzelnen nimmt, wenn der Hebel 52 zu dem
Klemmbackenschließhebel 48 hin
gedreht wird, das Ritzel 70 die Zahnstange 68 in
Eingriff, um die Zahnstange im Verhältnis in Distalrichtung zu
bewegen. Da das proximale Ende des Klammervorschubdrahtes 30 im
Verhältnis
zu der Zahnstange 68 in Längsrichtung feststehend ist,
wird das distale Ende 32 des Klammervorschubdrahtes 30 demzufolge
in Distalrichtung bewegt. Unter Bezugnahme auf 10 und 17 schiebt
der Drücker 34,
am distalen Ende 32 des Klammervorschubdrahtes 30,
die Klammern 202a, 202b, 202c, 202d in der
Kammer 200 in Distalrichtung vor und drängt insbesondere die am weitesten
distale Klammer 202a durch den Kanal 164 in dem
Anschlußstück 14 und zwischen
die Backen 18, 20. Wenn die Klammer 202a weiter
vorgeschoben wird, gleiten der erste und der zweite Arm 204, 206 in
den Führungen 170 bzw. 172 und
werden über
das Gewebe gedrängt,
das zwischen den Backen 18, 20 gehalten wird.
Wenn der Halter 214 am ersten Arm 204 der Klammer 202a gegen
den Amboß 184 gedrängt wird,
wird der Halter 214 zur Backe 20 hin gebogen,
die Spitze 216 durchsticht das Gewebe zwischen den Backen 18, 20 (oder
wird in das Einstichloch geführt,
das durch den Amboß 184 hergestellt
wurde, als die Backen das Gewebe festklemmten), und die Spitze 126 tritt
in die Senke 190 am distalen Ende der Backe 20 ein,
um sich um die Spitze 210 des zweiten Arms 206 zu
erstrecken, de über
der Senke hängt.
Der Haken 218 an der Spitze 216 des Halters 214 kann
die Klinke 212 am distalen Ende des zweiten Arms 206 in
Eingriff nehmen (obwohl er sie nicht notwendigerweise in Eingriff
nimmt). Die durch den Klammervorschubdraht 30 bereitgestellte
Kraft, um eine Klammer 202 über das festgeklemmte Gewebe
vorzuschieben, um den Halter 214 gegen den Amboß 184 zu
biegen und um die Spitze 216 des Halters zum Durchstechen von
Gewebe zu drängen,
beträgt
wenigstens 500 Gramm (1,1 lb) und nähert sich im typischeren Fall 1500
Gramm (3,3 lb) oder mehr an.
-
Unter
Bezugnahme auf 6 und 18 werden
nun, nachdem die Klammer angelegt ist, die Backen 18, 20 um
das Gewebe gelöst.
Dies wird getan durch Drücken
des Freigabeknopfes 124 der Hebelarretierung 110 derart,
daß ermöglicht wird,
daß sich
der Klemmbackenschließhebel 48 im
Verhältnis zu
dem feststehenden Griff 46 bewegt.
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Unter
Bezugnahme auf 19 wird danach durch Bewegen
der Klemmbackenanordnung im Verhältnis
zu der angelegten Klammer 202a die Klammer von der Endeffektor-Klemmbackenanordnung gelöst. Danach
kann die Endeffektorbaugruppe zu einer anderen Gewebeposition bewegt
werden, um zusätzliche
Klammern anzuwenden.
-
Es
ist zu bemerken, daß,
nachdem die Klammer 202a freigegeben ist, sich der Halter 214b der Klammer 202b teilweise
in den Raum zwischen den Backen 18, 20 erstreckt.
Falls er nicht zurückgezogen
wird, würde
dieser Halter 214b das Positionieren der Backen 18, 20 um
das Gewebe und eine anschließende
Klammerapplikation während
der Operation behindern. Jedoch wirkt, wenn der Klammervorschubhebel 52 gelöst wird,
die Torsionsfeder 58 (4) darauf,
den Klammervorschubdraht 30 und den Klammerdrücker 34 zurückzuziehen
und dadurch die „Kette" von Klammern einzuziehen.
Das heißt,
die Klammerraste 232 des Klammerdrückers zieht an der Klammer 202d zurück, und
der Halter 214d der Klammer 202d zieht die Klammer 202c zurück und so
weiter, bis der vorstehende Halter 214b in die Kammer 164 des
Anschlußstücks gezogen wird
und der Raum zwischen den Backen 18, 20, wie in 20 und 21 gezeigt,
geräumt
ist. Der Klammervorschubdraht ist in der Strecke begrenzt, um die er
zurückgezogen
werden kann; er kann nur so weit zurückgezogen werden, wie es ermöglicht wird
durch die Überlagerung
eines Stegs 250 an dem Klammervorschubdraht 30,
angeordnet genau distal von der Klinke 256 des Spiralenverbinders 152,
und der Klinke 256 (2B), die
so aufgebaut ist, daß sie
annähernd
die Länge
des vorspringenden Halters 214b hat.
-
Danach
kann die Vorrichtung verwendet werden, um eine andere Klammer anzuwenden,
oder die Backen können
geschlossen werden, und die Vorrichtung kann durch das Endoskop
hindurch herausgezogen werden.
-
Der
sich ergebende Klammerapplikator ist in der Lage, eine Schubkraft
am distalen Ende des Klammervorschubdrahtes zu übertragen, die sich aus der
auf den Klammervorschubdraht ausübbaren Druckkraft
und der auf die äußere röhrenförmige Spirale
und die Endeffektordrähte
ausübbaren
relativen Zugkraft ergibt, weit über
der wahrgenommenen Schwelle der 200 Gramm (0,44 lb) beim Stand der Technik.
In der Tat stellt, wie weiter unten erörtert, eine Ausführungsform
der Erfindung eine Schubkraft von über 2267 Gramm (5 lb) bereit.
-
Im
Einzelnen wird, unter Bezugnahme auf 22 eine
Tabelle bereitgestellt, welche die Teilabmessungen von sechs Vorrichtungsprototypen
und die sich ergebenden, mit den Vorrichtungsprototypen erreichten,
Abgabekräfte
auflistet. 23 stellt eine Wirkungsgraddarstellung
(Eingabe-Schubkraft gegen Ausgabe-Schubkraft) für die Verwendung der Prototypen
bereit. Bei allen Prototypen sind die röhrenförmige Spirale, der Klammervorschubdraht
und die Endeffektordrähte
aus rostfreiem Stahl hergestellt. Einzelheiten der Tabelle und der
Wirkungsgraddarstellung werden weiter unten in Bezug auf Beispiel
1 bis einschließlich
6 erörtert.
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BEISPIEL 1
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Bei
einem ersten Prototyp, angezeigt durch „RUN #1", „RUN
#2" und RUN #3", hat die röhrenförmige Spirale 12 einen
Außendurchmesser
von 0,09 Zoll und einen Innendurchmesser von 0,06 Zoll. Der Klammervorschubdraht 30 hat
einen Außendurchmesser
von 0,017 Zoll, und die Endeffektordrähte 22, 24 haben
jeweils einen Außendurchmesser
von 0,011 Zoll. Die proximalen Enden der Endeffektordrähte 22, 24 werden
mit 11 lb Kraft gezogen, was im Allgemeinen zu 5 bis 10 lb Kraft
am distalen Ende der Endeffektordrähte führt, in Abhängigkeit von dem Grad, bis
zu dem die röhrenförmige Spirale 12 gebogen
wird (modelliert durch Schleifenbildung der röhrenförmigen Spirale durch Zweizollschleifen),
d. h., Reibungsverluste verringern die übertragene Kraft. Darüber hinaus
ist zu bemerken, daß,
welche Kraft auch immer zum distalen Ende der Endeffektordrähte 22, 24 übertragen
wird, nur ungefähr
ein Fünftel
dieser Kraft an die Backen angelegt wird, da die Strecke von dem
Klemmbackenmitnehmer 168 bis zum Drehpunkt 166 verhältnismäßig kürzer ist
als die Länge vom
Ende der Backe (dem Amboß 184)
bis zu dem Drehpunkt 166, ungefähr in einem Verhältnis von eins
zu fünf.
Daher kann eine Eingabekraft von 11 lb zu ein oder zwei lb Kraft
an den Backen 18, 20 führen. Das Ausüben der
Zugkraft simuliert die Anwendungsbedingung, wobei die Schubkraft übertragen wird.
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Wenn
sich die röhrenförmige Spirale
in „RUN #1" verhältnismäßig gerade
(d. h., durch keine Schleifen) erstreckte, führte eine Eingabeschubkraft von
8 lb am proximalen Ende des Klammervorschubdrahtes 30 (d.
h., eine Schubkraft von 8 lb an der Zahnstange 68) zu einer
Abgabeschubkraft von 3,82 lb (1732,7 Gramm) am Klammerdrücker 34 am
distalen Ende 32 des Klammervorschubdrahtes 30.
Wenn sich die röhrenförmige Spirale
in „RUN
#2" durch eine Zweizollschleife
erstreckte, führte
eine Eingabeschubkraft von 8 lb zu einer Abgabeschubkraft von 3,42
lb (1551,3 Gramm). Wenn sich die röhrenförmige Spirale in „RUN #3" durch zwei Zweizollschleifen erstreckte,
führte
eine Eingabeschubkraft von 7 lb zu einer Abgabeschubkraft von 3,37
lb (1528,6 Gramm).
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BEISPIEL 2
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Bei
einem zweiten Prototyp, angezeigt durch „RUN #4", sind die Durchmesser der röhrenförmigen Spirale 12 und
der Endeffektordrähte 22, 24 die
gleichen wie in Beispiel 1. Jedoch ist der Durchmesser des Klammervorschubdrahtes 30 auf
0,015 Zoll verringert. Wenn sich die röhrenförmige Spirale 12 durch keine
Schleifen erstreckte, führte
eine Eingabeschubkraft von sechs Pfund zu einer Abgabeschubkraft
von 2,11 lb (957 Gramm).
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BEISPIEL 3
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Bei
einem dritten Prototyp, angezeigt durch „RUN #5", „RUN
#6" und „RUN #7", sind die Durchmesser
der röhrenförmigen Spirale 12 und
der Endeffektordrähte 22, 24 die
gleichen wie in Beispiel 1. Jedoch ist der Durchmesser des Klammervorschubdrahtes 30 auf
0,02 Zoll gesteigert. Wenn sich die röhrenförmige Spirale 12 in „RUN #5" durch keine Schleifen
erstreckte, führte
eine Eingabeschubkraft von 8 lb zu einer Abgabeschubkraft von 4,03
lb (1828 Gramm). Wenn sich die röhrenförmige Spirale 12 in „RUN #6" durch eine Zweizollschleife
erstreckte, führte
eine Eingabeschubkraft von 8 lb zu einer Abgabeschubkraft von 4,08
lb (1851 Gramm). Wenn sich die röhrenförmige Spirale
in „RUN
#7" durch zwei Zweizollschleifen
erstreckte, führte
eine Eingabeschubkraft von 8 lb zu einer Abgabeschubkraft von 3,54
lb (1605,7 Gramm).
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BEISPIEL 4
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Bei
einem vierten Prototyp, angezeigt durch „RUN #8" und „RUN #9", schließt die Vorrichtung eine röhrenförmige Spirale 12,
die einen Außendurchmesser
von 0,086 Zoll und einen Innendurchmesser von 0,053 Zoll hat, einen
Klammervorschubdraht 30, der einen Durchmesser von 0,017
Zoll hat, und Endeffektordrähte 22, 24,
die Durchmesser von 0,009 Zoll haben, ein. Wenn sich die röhrenförmige Spirale
durch keine Schleifen erstreckte, führte eine Eingabeschubkraft
von 8 lb zu 4,61 lb (2091 Gramm) an Abgabeschubkraft. Wenn sich
die röhrenförmige Spirale
durch zwei Zweizollschleifen erstreckte, führte eine Eingabeschubkraft
von 8 lb zu 4,28 lb (1941,3 Gramm) an Abgabeschubkraft.
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BEISPIEL 5
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Bei
einem fünften
Prototyp, angezeigt durch „RUN
#10", haben der
Klammervorschubdraht 30 und die Endeffektordrähte 22, 24 der
Vorrichtung 10 die gleichen Durchmesser wie in Beispiel
4. Die röhrenförmige Spirale 12 hat
einen Außendurchmesser von
0,086 Zoll und einen Innendurchmesser von 0,054 Zoll. Wenn sich
die röhrenförmige Spirale 12 durch
keine Schleifen erstreckte, führte
eine Eingabeschubkraft von 8 lb zu 4,42 lb (2004,9 Gramm) an Abgabeschubkraft.
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BEISPIEL 6
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Bei
einem sechsten Prototyp, angezeigt durch „RUN #11", haben der Klammervorschubdraht 30 und
die Endeffektordrähte 22, 24 der
Vorrichtung 10 die gleichen Durchmesser wie in Beispiel
4. Die röhrenförmige Spirale 12 hat
einen Außendurchmesser
von 0,083 Zoll und einen Innendurchmesser von 0,054 Zoll. Wenn sich
die röhrenförmige Spirale 12 durch
keine Schleifen erstreckte, führte
eine Eingabeschubkraft von 8 lb zu 5,17 lb (2345 Gramm) an Abgabeschubkraft.
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Es
sind ebenfalls andere flexible Klammerapplikatoren, die für eine Verwendung
durch ein verhältnismäßig kleineres
Endoskop mit 2,6 mm Durchmesser hindurch geeignet sind, konstruiert
und erprobt worden. Zum Beispiel hat ein Klammerapplikator eine
röhrenförmige Spirale 12 mit
einem Außendurchmesser
von 0,092 Zoll und einem Innendurchmesser von 0,060 Zoll, einen
Klammervorschubdraht 30 mit einem Durchmesser von 0,022
Zoll und Endeffektordrähte 22, 24 jeweils
mit einem Durchmesser von 0,013 Zoll. Die Vorrichtung kann, in Abhängigkeit
von der Zahl von Zweizollschleifen, durch welche die röhrenförmige Spirale
gewunden wurde, eine Schubkraft von zwischen 3 lb (1361 Gramm) und
5 lb (2268 Gramm) ausüben.
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Es
ist daher zu erkennen, daß andere
Abmessungen für
Vorrichtungen verwendet werden können,
die für
eine Verwendung in Endoskopen vorgesehen sind, die Arbeitskanäle anderer
Größen haben.
Darüber
hinaus kann die Vorrichtung außerhalb eines
Endoskops verwendet werden, wo sie nicht durch die Größe des Arbeitskanals
begrenzt ist.
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Es
gibt ebenfalls alternative Ausführungsformen
zu verschiedenen Aspekten der Vorrichtung, zum Beispiel können andere
Sperrklinkenmechanismen und Klammerkammern verwendet werden. Unter
Bezugnahme auf 24 bis einschließlich 27 werden
ein zweiter Sperrklinkenmechanismus und eine zweite Klammerkammer
nach der Erfindung gezeigt. Der Sperrklinkenmechanismus schließt eine Sperrklinke 300 ein,
die im distalen Ende 302 des Klammervorschubdrahtes 30 definiert
wird. Die Sperrklinke 300 schließt mehrere abwechselnde Zähne 334 und
Kerben 336 ein, die durch Absätze 338 und Rampen 340 definiert
werden. Ein unterer Längsschlitz 304 wird
ebenfalls im distalen Ende 302 des Drahtes definiert. Die
Zähne,
die Kerben und der Schlitz können
in den Draht 30 gespant sein. Das distale Ende 302 des
Drahtes 30 ist mit einem Klammerdrücker 34 versehen.
Das distale Ende 302 des Drahtes 30 ist vorzugsweise
durch Pfosten 342, die sich durch entsprechende Löcher 344 in
jedem erstrecken, an den Klammerdrücker 34 gekoppelt.
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Das
distale Ende 16 der Spirale 12 ist mit einer Schaltklinkenhalterung 346 versehen.
Ein zweites flexibles röhrenförmiges Element 310,
ungefähr ein
bis drei Zoll lang, erstreckt sich zwischen der Schaltklinkenhalterung 346 und
der Klemmbackenanordnung 13, um eine Klammerkammer 320 zu
definieren. Das zweite röhrenförmige Element 310 kann eine
Sektion einer Drahtspirale, vorzugsweise im Aufbau ähnlich der
Spirale 12, sein. Alternativ dazu kann das zweite röhrenförmige Element
einen im Wesentlichen abweichenden Aufbau haben, wie weiter unten
ausführlich
in Bezug auf 26 und 27 beschrieben.
Ungeachtet dessen hat die Schaltklinkenhalterung 346 vorzugsweise
den gleichen Außendurchmesser
wie die Spirale 12 und das zweite röhrenförmige Element 310.
Die Schaltklinkenhalterung 346 ist, vorzugsweise durch
Aufquetschen oder Schweißen,
feststehend an das distale Ende 16 der Spirale 12 und
das zweite röhrenförmige Element 310 gekoppelt.
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Die
Schaltklinkenhalterung 346 definiert eine erste und eine
zweite Umfangsrille 348, 350. Ein erster Ring 352 wird
in der ersten Rille 348 bereitgestellt und schließt einen
Abschnitt ein, der sich im Wesentlichen in Radialrichtung nach innen
erstreckt, um eine elastische Ratschenschaltklinke 354 definiert.
Die Ratschenschaltklinke 354 erstreckt sich in einer der Kerben 336 der
Sperrklinke 300. Wenn der Klammervorschubdraht 30 in
Distalrichtung im Verhältnis
zu der Spirale 12 bewegt wird, gleitet die Ratschenschaltklinke 354 eine
Rampe 340 hinauf und bewegt sich in eine verhältnismäßig proximale
Kerbe 336. Wenn der Klammervorschubdraht 30 in
Proximalrichtung im Verhältnis
zu der Spirale 12 bewegt wird, wird die Ratschenschaltklinke 354 an
einen in Distalrichtung benachbarten Absatz 338 anstoßen, um
die proximale Bewegung ungeachtet der Längsposition des Klammerdrückers 34 innerhalb
der Klammerkammer 320 auf ein vorbestimmtes maximales Ausmaß zu begrenzen.
Ein zweiter Ring 356 wird in der zweiten Rille 350 bereitgestellt
und schließt
einen Abschnitt ein, der sich im Wesentlichen in Radialrichtung
in den Schlitz 304 erstreckt. Die Ratschenschaltklinke 354 und
eine Ausrichtungsschaltklinke 358 verhindern zusammen ein
Drehen des distalen Endes 302 des Drahtes 300 im
Verhältnis
zu der Schaltklinkenhalterung 346. Folglich wird jegliches
für den
Klammervorschubdraht 300 bereitgestellte Drehmoment zu
der Halterung 346 und danach zum distalen Ende 16 der Spirale 12 übertragen.
Die Spirale 12 wird sich abwickeln, wenn sie dem Drehmoment
ausgesetzt ist, und wird ein Drehen der distalen Endeffektorbaugruppe 13 entsprechend
dem Eingabedrehmoment bewirken.
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28 und 29 zugewandt,
wird nun ein alternativer Aufbau für das zweite röhrenförmige Element 310 bereitgestellt,
als eine einteilige, spiralförmig,
z. B. durch Laser, geschnittene Metall- oder Metall-Legierungsröhre 310a.
Um die geschnittene Röhre 310a daran
zu hindern, sich unter Zugbelastung zu dehnen oder sich abzuwickeln,
wenn sie einem Drehmoment ausgesetzt ist, ist jede spiralförmige Windung,
z. B. eine Windung 370a, mechanisch an eine benachbarte
Windung, z. B. eine Windung 372a, gekoppelt, über eine
sich von der einen Windung 370a aus erstreckende Brücke (oder
Verknüpfung) 374a, die
dauerhaft in einen Raum 376a in der benachbarten Windung 372a eingerastet
ist. Die Brücken
erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse
A der Röhre 310a und
sind vorzugsweise omegaförmig
(Ω) mit
einem breiten freien Ende und einem engen Hals. Daher sind die mechanischen Verriegelungen ähnlich den
verhakten Teilen eines Puzzlespiels. Vorzugsweise werden für jede Windung
eine oder mehrere solcher Brücken
bereitgestellt. Es kann für
eine beliebige Windung eine nicht ganze Zahl von Brücken bereitgestellt
werden, und für
eine oder mehrere Windungen kann eine nicht ganze Zahl von Brücken, kleiner
als Eins, bereitgestellt werden. Die Röhre 310a hat vorzugsweise
eine nicht kreisförmige
innere Querschnittsform, wie beispielsweise kreuzförmig. Eine
solche Form hält
eine Folge von Klammern in derselben in einer gewünschten
Ausrichtung. Das heißt,
die Klammer 202 (in unterbrochenen Linien gezeigt) und
alle anderen Klammern in der Klammerkammer 320a können sich
nicht um die Längsachse
der Kammer drehen und werden folglich richtig ausgerichtet für ein Vorschieben
in die Klemmbackenanordnung 13, selbst, wenn die Röhre 310a verdreht
wird. Darüber
hinaus stellt eine solche Form seitliche Kanäle 378a, 379a bereit,
durch die Steuerdrähte
angeordnet werden können.
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Angesichts
des Obigen kann das Anschlußstück 13 der
Klemmbackenanordnung 13 an das distale Ende des zweiten
röhrenförmigen Elements 310 (26)
oder 310a (28) gekoppelt werden.
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30 und 31 zugewendet,
wird nun eine dritte Ausführungsform
eines Sperrklinkenmechanismus gezeigt. Der Sperrklinkenmechanismus schließt vorzugsweise
zwei Zwitter-Sperrklinkenausleger 430, 432 ein,
die in dem distalen Ende 16 der Spirale 12 bereitgestellt
werden und an dasselbe gekoppelt sind. Die Ausleger 430, 432 definieren
zusammen einen im Wesentlichen rechtwinkligen Raum zwischen sich,
der als Klammerkammer 420 zum Zuführen der Klammerfolge in einer
festgelegten Ausrichtung zu einer Klemmbackenanordnung 513 (einer
alternativen Ausführungsform
der Klemmbackenanordnung 13, die weiter unten ausführlicher
erörtert
wird) hin arbeitet. Die Klemmbackenanordnung 13 kann ebenfalls
verwendet werden. Das distale Ende jedes Auslegers schließt einen
Pfosten 450 ein, dafür
eingerichtet, ein Anschlußstück 514 der Klemmbackenanordnung 513 in
Eingriff zu nehmen und die Kammer 420 im Verhältnis zu
dem Anschlußstück richtig
anzuordnen. Jeder Ausleger 430, 432 schließt ebenfalls
mehrere in Längsrichtung
verschobene Paare von elastischen Armen 434 ein. Die Arme 434 sind
an ihren proximalen Enden 436 mit den Auslegern verbunden,
wobei ihre distalen Enden 438 zwischen den Auslegern in
die Klammerkammer vorgespannt werden. Der Klammerdrücker 34 kann durch
die Klammerkammer 420 an den Armen 434 vorbei
vorgeschoben werden derart, daß die
Arme 434 gegen ihre Vorspannung in Seitenrichtung gedrängt werden.
Wenn der Klammerdrücker 34 an
jedem Paar von Armen an den Auslegern 430, 432 vorbei
vorgeschoben wird, treten die distalen Enden 438 der Arme
wieder in die Klammerkammer 420 ein und begrenzen das Einziehen
des Klammerdrückers. Folglich
kann jedes Mal, wenn der Klammervorschubdraht 30 und der
Klammerdrücker 34 vorgeschoben
werden, um eine am weitesten distale Klammer 202 zu entfalten,
der Klammerdrücker 34 nur
zu einer Position eingezogen werden, die durch die distalen Enden 438 der
Arme 434, die in Proximalrichtung angrenzend an den Klammerdrücker angrenzen,
definiert wird.
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Unter
Bezugnahme auf 32 und 33 wird
nun eine alternative Ausführungsform
einer Klemmbackenanordnung 513 gezeigt. Die Klemmbackenanordnung ähnelt im
Wesentlichen der Klemmbackenanordnung 13, mit den folgenden
Modifikationen. Der proximale Abschnitt der Backen und der distale
Abschnitt des Anschlußstücks haben
einen vergrößerten gemeinsamen
Umfang im Verhältnis
zum Rest der Klemmbackenanordnung. Das heißt, an der Position des Backendrehzapfens 566 wird
durch die Backen 518, 520 und das Anschlußstück 514 ein Umfangssteg 592 definiert.
Dieser Steg 592 versieht die Klemmbackenanordnung 513 mit
einer ausreichenden strukturellen Integrität an der Position des Stegs 592,
so daß die
Backendrehzapfenlöcher 594 und
die Backenmitnehmerlöcher 596, 598 (an
denen die Steuerdrähte 22, 24 an
den Backen befestigt sind) verhältnismäßig weiter
entfernt angeordnet sein können
als in Bezug auf die Klemmbackenanordnung 13. Ohne den
Steg 592 waren die Backen 518, 520 und
das Anschlußstück 514 nicht
dazu in der Lage, die Drehzapfen- und die Mitnehmerlöcher an
den gezeigten Positionen anzuordnen. Durch Anordnen der Drehzapfen- und der Mitnehmerlöcher 594, 596, 598 an
dem Steg 592 wird der Hebelarm zwischen den Drehzapfenlöchern und
den Löchern
in der Länge
gesteigert, was eine bedeutende Steigerung in der mechanischen Übersetzung
beim Öffnen
und Schließen
der Backen 518, 520 gewährleistet.
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Diese
mechanische Übersetzung
erleichtert das Zusammendrücken
von Gewebe zwischen den Backen. Wenn jede der Backen 518, 520 eine
Gesamtlänge
L von ungefähr
0,450 Zoll (11,4 mm), eine Backenschalenlänge C von ungefähr 0,364
Zoll (9,4 mm) und einen distalen Durchmesser D1 von
ungefähr
0,126 Zoll (3,2 mm) hat, beträgt
der Durchmesser D2 über den Steg vorzugsweise ungefähr 0,138 Zoll
(3,5 mm). Das heißt,
der Durchmesser D2 ist vorzugsweise ungefähr 0,012
Zoll (0,3 mm) oder geringfügig
mehr als neun Prozent (9%) größer als
D1. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten
des Drehzapfenlochs und des Mitnehmerlochs und folglich die Länge des
Hebelarms LA (der vertikalen Komponente)
(32) beträgt
ungefähr
0,066 Zoll (1,67 mm). Bei der Klemmbackenanordnung 13 beträgt die Länge des
Hebelarms ungefähr
0,043 Zoll (1,09 mm). Folglich gewährleistet die Klemmbackenanordnung 513 gegenüber der
Klemmbackenanordnung 13 eine Steigerung von ungefähr fünfzig Prozent
bei der mechanischen Übersetzung.
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Es
ist bedeutsam, daß der
Durchmesser D2 über den Steg 592 der
gleiche ist wie der Durchmesser des Lumens des Endoskops, für das der
Klammerapplikator 10 vorgesehen ist, d. h., ein Steg von 3,5
mm Durchmesser für
ein Lumen von 3,5 mm Durchmesser. Folglich liegt der Steg innerhalb
von fünf
Prozent des Durchmessers des Endoskoplumens und ist vorzugsweise
um fünf
bis fünfzehn
Prozent größer als
der Rest des Endeffektors.
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Es
ist anerkannt, daß es
nicht möglich
wäre, die
mechanische Übersetzung
durch ein Steigern des Gesamtdurchmessers der Klemmbackenanordnung
zu steigern, so daß er
sich dem Durchmesser des Endoskoplumens annähert, da dies zu Reibungskräften zwischen
der Klemmbackenanordnung und dem Lumen des Endoskops führen würde, die
im Wesentlichen ein Führen
des Instruments durch das Endoskop hindurch verhindern würden. Jedoch
ist durch das Bereitstellen einer verhältnismäßig kleinen Oberfläche mit
einem verhältnismäßig größeren Durchmesser
die sich ergebende Steigerung der Reibungskraft verhältnismäßig klein,
so daß sie
eine Bewegung des Instruments durch das Endoskop hindurch nicht
wesentlich stört.
Für größere oder
kleinere Instrumente kann gleichfalls ein Steg mit entsprechender
Proportion (d. h., bis zu fünfzehn
Prozent größer als
der verbleibende Durchmesser) für
eine ähnliche Übersetzung
bereitgestellt werden.
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Aus
den vorstehenden Ausführungsformen und
Beispielen wird zu erkennen sein, daß hiermit ein flexibler chirurgischer
Klammerapplikator, geeignet für
eine Verwendung durch ein Endoskop, bereitgestellt wird. Die Vorrichtung
ist dazu in der Lage, eine Schubkraft zu bewirken, weit über der
zuvor eingeschätzten
Begrenzung von ungefähr
200 Gramm für ein
mechanisches System, das bemessen ist, um durch ein Endoskop hindurch
verwendet zu werden. Siehe C. Paul Swain, „What Endoscopic Accessories Do
We Really Need?",
Emerging Technologies in Gastrointestinal Endoscopy, Gastrointest.
Endosc., Bd. 7, Nr. 2, S. 313–330
(April 1997), wie weiter oben erörtert.
Diese beträchtliche
Kraft erlaubt es, daß Klammern über Gewebe
gedrängt
werden, und macht dadurch das Klammerklemmen, -verschließen und „nähen" bei einer endoskopischen
Operation verfügbar.
-
Es
sind hierin Ausführungsformen
eines flexiblen chirurgischen Klammerapplikators beschrieben und
illustriert worden. Während
bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden sind, ist nicht beabsichtigt, daß die Erfindung
auf dieselben begrenzt wird, wobei der Rahmen der Erfindung durch
die angefügten
Ansprüche
definiert wird. Folglich wird, während
bestimmte Materialien offenbart worden sind, zu erkennen sein, daß andere
Materialien ebenso verwendet werden können. Zusätzlich wird es sich verstehen,
daß, während bestimmte Abmessungen
offenbart worden sind, andere geeignete Abmessungen ebenso verwendet
werden können.
Ebenfalls wird zu erkennen sein, daß, während die Vorrichtung insbesondere
für eine
Verwendung bei endoskopischen Operationen beschrieben worden ist,
bei denen ein großer
Bedarf an einer solchen Vorrichtung besteht, nicht endoskopische
Vorrichtungen innerhalb des Rahmens der Erfindung vorgesehen sind.
Zum Beispiel kann die röhrenförmige Spirale
eine wesentlich kürzere
Länge haben,
und die Vorrichtung kann durch Körperöffnungen,
wie beispielsweise den Gehörgang,
die Nasengänge
und durch den Kehlkopf und die Luftröhre, verwendet werden. Als
ein anderes Beispiel können
Elemente der Vorrichtung wesentlich größere Abmessungen haben, und
die Vorrichtung kann durch eine Trokaröffnung verwendet werden. Ferner
wird zu erkennen sein, daß,
während
beide Backen als drehbar um ein Anschlußstück gezeigt werden, nur eine
Backe im Verhältnis
zu der anderen drehbar sein muß.
Es ist ebenfalls zu erkennen, daß, während zwei Klammerführungen,
eine an jeder Backe, gezeigt werden, nur eine einzige Klammerführung an
einer der Backen erforderlich ist. Darüber hinaus wird zu erkennen
sein, daß,
während
beschrieben wird, daß die
Vorrichtung der Erfindung zwei Endeffektordrähte hat, ein einzelner Steuerdraht
verwendet werden kann, der an wenigstens eine der Backen gekoppelt
ist, und die andere Backe feststehend oder mechanisch verknüpft, um sich
ebenfalls auf eine Betätigung
des einzigen Endeffektordrahtes zu schließen und zu öffnen, sein kann. Es wird ebenfalls
zu erkennen sein, daß,
während
die Vorrichtung in Bezug auf einen Klammervorschubdraht und Endeffektordrähte beschrieben
worden ist, eine Bezugnahme auf „Drähte" ebenfalls nichtmetallische Fäden, mehrfädige Aufbauten,
wie beispielsweise Kabel, und Spiralen einschließen soll. Zusätzlich ist
zu erkennen, daß,
während
die Endeffektordrähte,
wenn sie einer Zugkraft ausgesetzt sind, eine Druckkraft auf die
röhrenförmige Spirale erzeugen,
die ihre Zugfestigkeit wirksam erhöht, um das Schieben einer Klammer über festgeklemmtes Gewebe
zu erleichtern, ohne die Zugbegrenzung der Spirale zu überschreiten,
andere Mechanismen verwendet werden können, um die Zugbegrenzung
der Spirale zu steigern. Zum Beispiel kann ein vorzugsweise flaches
und vorzugsweise aus Draht bestehendes Band an die Innenseite der
Spirale gekoppelt sein, um das Ausmaß zu begrenzen, um das die
Spirale gedehnt werden kann. Darüber
hinaus ist zu erkennen, daß,
während
die Fähigkeit,
eine verhältnismäßig hohe
Schubkraft am distalen Ende eines Klammervorschubdrahtes bereitzustellen,
in Bezug auf einen Klammerapplikator offenbart wird, eine solche
Fähigkeit
auf andere Instrumente als Klammerapplikatoren Anwendung findet,
zum Beispiel für endoskopische
Klammernahtgeräte,
Lithotripsiegeräte
oder ein beliebiges anderes Instrument, bei dem gewünscht wird,
Gewebe festzuhalten und eine Schubkraft auszuüben, wie beispielsweise eine
Vorrichtung zum Etikettieren. Es wird daher für Fachleute auf den Gebiet
zu erkennen sein, daß noch
andere Modifikationen an der bereitgestellten Erfindung vorgenommen
werden könnten,
ohne von deren beanspruchtem Rahmen abzuweichen.