DE69632872T2

DE69632872T2 - Spannbackenanordnung für endoskopische instrumente

Info

Publication number: DE69632872T2
Application number: DE69632872T
Authority: DE
Inventors: A. Matthew PALMER; R. Charles SLATER; A. Vincent TURTURRO; S. Matthew SOLAR; Saul Gottlieb; L. Jose FRANCESE; Jairo John DAMARATI
Original assignee: Symbiosis Corp
Current assignee: Boston Scientific Miami Corp
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2016-05-11
Also published as: WO1996035382A1; JPH11505144A; AU5748696A; US6099483A; DE69632872D1; DE69636081D1; EP1350475A1; JP3696621B2; EP0900050A4; EP0900050B1; US5840043A; DE69636081T2; US5645075A; EP1350475B1; EP0900050A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft endoskopische Operationsinstrumente. Insbesondere betrifft diese Erfindung superelastische Spannbackenanordnungen für endoskopische Mehrprobeninstrumente.
2. Stand der Technik
Endoskopische Biopsievorgänge werden typischerweise mit einem Endoskop und einem endoskopischen Biopsiezangengerät (Bioptom) durchgeführt. Das Endoskop ist ein langer flexibler Schlauch mit Lichtleitfasern und mit einem engen Lumen, durch das das Bioptom eingeführt ist. Das Bioptom enthält typischerweise eine lange flexible Spule mit einem Paar gegenüber liegender Spannbacken an dem distalen Ende und einer manuellen Betätigungseinrichtung an dem proximalen Ende. Eine Betätigung der Betätigungseinrichtung öffnet und schließt die Spannbacken. Während eines Biopsiegewebeprobeneingriffs führt der Chirurg das Endoskop zu dem Biopsieort, während er den Biopsieort durch die Lichtleitfasern des Endoskops beobachtet. Das Bioptom wird durch den engen Lumen des Endoskops eingeführt bis die gegenüber liegenden Spannbacken an den Biopsieort gelangen. Während er den Biopsieort durch die Lichtleitfasern des Endoskops beobachtet, positioniert der Chirurg die Spannbacken um ein Gewebe zur Probenentnahme und betätigt die Betätigungseinrichtung, sodass sich die Spannbacken um das Gewebe schließen. Eine Gewebeprobe wird dann aus dem Biopsieort geschnitten und/oder abgerissen, während sie zwischen den Spannbacken des Bioptoms gefangen ist. Bei geschlossenen Spannbacken zieht der Chirurg das Bioptom aus dem Endoskop und öffnet dann die Spannbacken, um die Biopsiegewebeprobe zu sammeln.
Der Biopsiegewebeprobenvorgang erfordert häufig das Entnehmen mehrerer Gewebeproben entweder von dem gleichen oder von verschiedenen Biopsieorten. Unglücklicherweise sind die meisten Bioptome auf die Entnahme einer einzigen Gewebeprobe beschränkt, weshalb das Gerät aus dem Endoskop gezogen werden und das Gewebe gesammelt werden muss, bevor das Gerät wieder verwendet werden kann, um eine zweite Gewebeprobe zu nehmen. Die Beschränkung der meisten Bioptome auf eine einzelne Probe liegt an dem begrenzten Raum zwischen den Biopsiezangenspannbacken. Mehrere Versuche wurden unternommen, um ein Instrument vorzusehen, welches das Entnehmen mehrerer Gewebeproben erlaubt, bevor das Instrument zurück gezogen werden muss und die Proben gesammelt werden müssen. Probleme beim Vorsehen eines solchen Instruments enthalten die durch das enge Lumen des Endoskops erforderliche extrem kleine Größe und die Tatsache, dass das Instrument flexibel sein muss, um durch den Lumen des Endoskops eingeführt zu werden. Daher sind viele bekannte Mehrproben-Biopsieinstrumente von der Verwendung mit einem Endoskop wegen ihrer Größe und Steifheit ausgeschlossen. Diese enthalten Instrumente des „Ausstanz- und Saugtyps", die in den US-Patenten Nr. 3,989,033 von Halpern et al. und Nr. 4, 522,206 von Whipple et al. offenbart sind. Beide diese Geräte haben einen hohlen Schlauch mit einer Ausstanzvorrichtung an dem distalen Ende und eine mit dem proximalen Ende verbundene Vakuumquelle. Eine Gewebeprobe wird mit der Ausstanzvorrichtung geschnitten und von dem Biopsieort durch den holen Schlauch abgesaugt. Es ist jedoch allgemein anerkannt, dass das Absaugen von Gewebeproben durch ein langes, enges, flexibles Biotom eigentlich unmöglich ist.
Die anhängige US-Anmeldung der Serial No. 08/189,937 offenbart ein endoskopisches Mehrproben-Bioptom, das das Entnehmen mehrerer Proben vor dem Entfernen des Bioptoms aus dem Endoskop erlaubt. Das Mehrproben-Bioptom enthält ein hohles Außenelement und ein sich durch dieses erstreckendes, axial verschiebbares inneres Element. Die proximalen Enden des äußeren und des inneren Elements sind mit einem Stellglied zum axialen Verschieben relativ zueinander gekoppelt, das distale Ende des äußeren Elements ist mit einem eines Zylinders mit einer scharfen distalen Kante und einer Spannbackenanordnung gekoppelt, während das distale Ende des inneren Elements mit dem anderen gekoppelt ist. Die Spannbackenanordnung enthält ein Paar gegenüber liegender, bevorzug gezahnter Spannbackenschalen, die jeweils durch einen elastischen Arm mit einem Basiselement verbunden sind. Die Arme sind gebogen, um die Spannbacken voneinander weg zu drücken. Das Basiselement ist in dem Zylinder befestigt, und eine Axialbewegung der Spannbackenanordnung und des Zylinders relativ zueinander zieht die Arme in den Zylinder (oder streckt den Zylinder über die Arme) und bringt die Spannbackenschalen in einer Beißfunktion zusammen. Auf diese Weise können mehrere Proben von einem Patienten entnommen und in der Spannbackenanordnung gesammelt werden, bevor das Bioptom aus dem Patienten heraus geholt werden muss.
Eine Familie von Legierungen, die bekanntermaßen ungewöhnliche Elastizitäts- und Flexibilitätseigenschaften zeigt, wurde vor kurzem als brauchbare praktische Anwendungen besitzend identifiziert. Diese Legierungen zeigen insbesondere das, was Gedächtniseffekt genannt wird. Dieser Effekt sieht vor, dass, falls eine solche Legierung aus ihrer ursprünglichen Form bei einer Temperatur plastisch verformt wird, sie ihre ursprüngliche Form beim Anheben auf eine höhere Temperatur vollständig wiedergewinnen wird. Beim Wiedergewinnen ihrer Formen können diese Legierungen eine Verschiebung oder eine Kraft oder eine Kombination als Funktion der Temperatur erzeugen. Aufgrund der für das Stattfinden des Gedächtniseffekts notwendigen einzigartigen Atomstruktur zeigen diese Legierungen auch andere Eigenschaften, wie beispielsweise Super-Elastizität oder Pseudo-Elastizität.
Die Art Umwandlung, die bei den Gedächtnislegierungen stattfindet, ist als eine martensitische Umwandlung bekannt und verändert das Material von einer Hochtemperaturform, die Austenit genannt wird, in eine Niedertemperaturform, die Martensit genannte wird. Für eine gegebene Gedächtnislegierung findet die Umwandlung zwischen der Martensitform und de Austenitform bei einer voraussagbaren Temperatur statt, die als die Umwandlungstemperatur bekannt ist.
Damit eine Legierung den Gedächtniseffekt zeigt, muss sie zuerst bei Raumtemperatur in die zu „speichernde" Form gebogen werden. Die Legierung wird dann erwärmt, bis sie eine Hochtemperatur-Konfiguration annimmt, welche die Beta- oder die Mutterphase genannt wird, bei der die Kristallstruktur des Metalls ihre Austenitform annimmt, an welche sie „sich erinnern" wird. Als nächstes wird die Legierung schnell gekühlt, sodass die Atome in der Legierung sich selbst in die Kristallform des Martensits umordnen. Die Legierung kann dann in eine neuen Form gebogen werden, welche sie beibehält solange die Temperatur unter der Umwandlungstemperatur bleibt. Falls die Legierung anschließend wieder über ihre Umwandlungstemperatur erwärmt wird, sodass die Molekülstruktur der Legierung auf eine Austenitform zurück kommt, wird sie wieder ihre im Voraus gespeicherte Form wiedergewinnen.
Gedächtnislegierungen zeigen im Vergleich zu ihren nicht-superelatischen Gegenstücken eine deutlich erhöhte Spannkraft, weil die Atome des Gedächtnismetalls zwischen der Martensit- und der Austenitform hin und her wechseln und nicht in neue versetzte Konfigurationen schlüpfen, wie dies bei normalen Metallen der Fall ist.
Nützliche temperaturunabhängige Eigenschaften sieht man ebenfalls bei Gedächtnislegierungen. Bei einer Legierung, die eine Betaphase hat, die unter Belastung Martensit erzeugen kann, kann man eine ungewöhnlich elastische Eigenschaft beobachten, die Super-Elastizität oder Pseudo-Elastizität genannt wird. Bei einer typischen Legierung mit dieser Eigenschaft zeigt das Metall unter Belastung ein normales elastisches Verhalten (d. h. es wird in manche Richtungen länger), bis die kritische Belastung erreicht wird, an welchem Punkt sich die Molekülstrukturen des Martensits zu bilden beginnen. Bei einer weiteren Belastung werden die Proben noch länger, als ob sie plastisch verformt würden. Wenn die Belastung entfernt wird, kehrt die Martensitestruktur zur der Mutterphase oder der Austensitstruktur zurück, und das Metall zieht sich auf seine ursprünglichen Maße zusammen, wobei es keine dauerhafte Verformung zeigt.
Derzeit sind Anwendungen von Gedächtnismaterialien in medizinischen Vorrichtungen sehr beschränkt. Das US-Patent Nr. 4,925,445 von Sakamoto et al. offenbart einen Führungsdraht für einen Katheter, bei dem der Führungsdraht einen steifen Körper und ein flexibles distales Ende aus einer Gedächtnismetalllegierung mit den oben beschriebenen superelastischen Eigenschaften besitzt. Das distale Ende des Drahtes ist zurückgebogen, sodass eine stumpfe vordere Spitze gebildet ist. Mit dem superelastischen distalen Ende kann der Führungsdraht durch das Blutgefäß eines Patienten ohne das Risiko einer dauerhaften Verformung der Spitze des Drahtes, was in dem Reißen der Blutgefäßwände oder in der Fehlführung des Drahtes resultieren könnte, geführt werden. Das US-Patent Nr. 5,254,130 von Poncet et al. verwendet in ähnlicher Weise eine Gedächtnislegierung als eine Schubstange und Lenkeinrichtung zum Lenken eines distalen U-förmigen Zughakens und angebrachter Endeffektoren. Wenn sich die Schubstange aus dem Gehäuse heraus erstreckt, wo sie vor dem Einsatz gehalten ist, nimmt die Schubstange eine Erinnerungskonfiguration relativ zu dem geraden Gehäuse an und lenkt damit die Endeffektoren zu einer gewünschten Position. Anders als die Lenkfunktionen, die in den Patenten von Sakamoto et al. und Poncet et al. offenbart sind, wurde jedoch die Super-Elastizität der Gedächtnislegierungen in herkömmlichen medizinischen Vorrichtung nicht verwendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele sehen eine Spannbackenanordnung für ein Bioptom vor, bei dem wenigstens Teile der Spannbackenanordnung aus einem superelastischen Metall gemacht sind.
Die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele sehen eine Spannbackenanordnung für ein endoskopisches Mehrproben-Bioptom vor, bei dem die Spannbackenarme superelastisch und flexibel sind und ohne Brechen oder Verformung wiederholt in gewünschte Stellungen zurück kehren.
Die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele sehen eine Spannbackenanordnung für ein endoskopisches Mehrproben-Bioptom vor, bei dem die Arme der Spannbackenanordnung selbst nach einem wiederholten Öffnen und Schließen einer unbedeutenden plastischen Verformung unterliegen.
Die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele sehen eine Spannbackenanordnung für ein endoskopisches Mehrproben-Bioptom vor, das einfach zusammenzubauen ist.
Ein herkömmliches Instrument ist in der US-A-5,172,700 offenbart. Das offenbarte Instrument kann allgemein beschrieben werden als eines mit einer Endeffektoranordnung und einer Schließeinrichtung zum Schließen eines ersten und eines zweiten Endeffektors der Endeffektoranordnung durch Ausfahren über wenigstens einen Teil des ersten und des zweiten Endeffektors sowie einer Betätigungseinrichtung zum Bewirken einer Relativbewegung der Schließeinrichtung und des ersten und des zweiten Endeffektors, wobei die Endeffektoranordnung aufweist:

(a) den ersten und den zweiten Endeffektor, die jeweils einen Arm aufweisen, die voneinander weg vorgespannt sind; und
(b) eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der Arme des ersten und des zweiten Endeffektors mit dem endoskopischen Instrument.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Verbindungseinrichtung eine hohle Schraube auf, wobei die hohle Schraube einen Kopf mit einem Paar Armaufnahmenuten besitzt und die Schraube einen Gewindeabschnitt mit einem Gewinde besitzt, das so dimensioniert sind, dass es in einen distalen Abschnitt des endoskopischen Instruments eingreift.
In einem Ausführungsbeispiel ist das endoskopische Bioptom mit einer Spannbackenanordnung, einem schlauchförmigen Element und einem sich durch das Schlauchelement axial verschiebbaren Draht versehen, wobei die distalen Enden des Drahts und des schlauchförmigen Elements beide mit der Spannbackenanordnung verbunden sind, und die Spannbackenanordnung enthält ein Paar gegenüber liegender Endeffektoren mit elastischen Armen, die aus einem superelastischen Metall gebildet sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthalten die proximalen Enden der elastischen Arme winklige Abschnitte, während die distalen Enden mit Endeffektor-Spannbackenschalen enden, die ebenfalls aus einem superelastischen Metall geformt sind. Die elastischen Arme drücken die Spannbackenschalen voneinander weg. Da die elastischen Arme aus einer superelastischen Legierung gebildet sind, zeigen sie eine sehr hohe Spannkraft und Haltbarkeit selbst nach zahlreichen Benutzungen. Weitere Ausführungsbeispiele der Spannbackenanordnung enthalten Arme mit Befestigungslöchern und Schalen mit radial angeordneten Zähnen und Schließnocken. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spannbackenanordnung enthält Arme mit proximalen halbzylindrischen Abschnitten mit distal verlaufenden Lappen. Unterschiedliche Arten von Befestigungsschrauben sind zum Verbinden der proximalen Enden der Arme der Spannbacken mit dem distalen Ende des schlauchförmigen Elements vorgesehen.
Gemäß bevorzugten Aspekten der Erfindung ist das schlauchförmige Element eine flexible Spule, und der proximale Abschnitt jedes Arms ist in dem distalen Ende des schlauchförmigen Elements mittels einer Gewindeschraube und einer Unterlegscheibe (oder Haltebuchse), die in die Spule geschraubt sind, befestigt. Das distale Ende des Drahts ist mit einem Zylinder verbunden, der bevorzugt mit einer messerscharfen distalen Kante versehen ist. Verschiedene Ausführungsbeispiele zum Verbinden des distalen Endes des Drahts mit dem Zylinder sind offenbart. Die proximalen Enden der Spule und des Drahts sind mit einer manuellen Betätigungseinrichtung zum axialen Verschieben der Spule und des Drahts relativ zueinander verbunden. Eine axiale Bewegung des Drahts relativ zu der Spule bewegt den Zylinder über die Arme der Endeffektoren und über die Hälse der Spannbackenschalen, wodurch die Spannbackenschalen in einer Beißfunktion zusammengedrückt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Mehrproben-Bioptom des laparoskopischen Typs mit der superelastischen Spannbackenanordnung der Erfindung versehen. Das laparoskopische Bioptom ist mit einem relativ steifen hohlen Schlauch und einem relativ steifen Stab, der sich hindurch erstreckt, versehen. Das distale Ende des Stabes ist mit der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Spannbackenanordnung verbunden, und das distale Ende des Schlauchs ist mit einer messerscharfen Kante ähnlich der oben beschriebenen Zylinderkante versehen. Das proximale Ende des Stabes ist mit einem festen Teil eines Handgriffs verbunden und das proximale Ende des Schlauches ist mit einem bewegbaren Hebelabschnitt des Handgriffs verbunden. Eine Bewegung des Hebels des Handgriffs resultiert in einer Längsbewegung des Schlauches relativ zu dem Stab und bewirkt ein Schließen der Spannbacken wie oben beschrieben.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann anhand der detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den vorgesehenen Figuren offensichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt des proximalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
1a ist eine Draufsicht eines Zwitterteils einer zweiteiligen Spule gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
1b ist eine Seitenansicht des einen Teils der zweiteiligen Spule;
1c ist eine Ansicht des proximalen Endes des einen Teils der zweiteiligen Spule;
1d ist eine Ansicht des distalen Endes des einen Teils der zweiteiligen Spule;
1e ist eine gebrochene schematische Darstellung einer Blattfederverriegelung aus zwei Teilen der zweiteiligen Spule;
2 ist eine vergrößerte Transparentseitenansicht des distalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit den offenen Spannbacken;
3 ist eine vergrößerte Explosionsseitenansicht des distalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
4a und 4b sind eine Vorderansicht der Gewindeschraube bzw. eine Vorderansicht der Unterlegscheibe von 3;
4c ist eine Querschnittsansicht entlang Linie C-C der Arme der in 3 dargestellten Spannbackenanordnung;
5 ist eine vergrößerte Transparentseitenansicht des distalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit den geschlossenen Spannbacken;
6 ist eine vergrößerte Transparentaufsicht des distalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
7a bis 7e sind vergrößerte Transparentseitenansichten des distalen Endes des ersten Ausführungsbeispiels, die eine Sequenz von Biopsieprobenentnahmevorgängen zeigen;
7f bis 7h sind Ansichten ähnlich 6, die die Schnittfunktion der messerscharfen distalen Kanten des Zylinders zeigen;
8a ist eine vergrößerte gebrochene Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Steuerdrahtverbindung;
8b ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B in 8a;
9a ist eine Ansicht ähnlich 8a, aber von einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Steuerdrahtverbindung;
9b ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B von 9a;
10 ist eine gebrochene Seitenansicht im Teilschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
10a ist eine vergrößerte Transparentseitenansicht der Spannbackenanordnung mit Schubstange und Außenschlauchverbindung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung von 10 mit den offenen Spannbacken;
11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels zum Befestigen von Spannbacken an dem distalen Ende einer Spule;
11a ist eine Schnittansicht entlang der Linie 11a-11a in 11;
11b ist eine Ansicht ähnlich 11 mit den mit dem distalen Ende der Spule verbundenen Spannbacken;
12 ist eine vergrößerte Explosionsseitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels zum Befestigen von Spannbacken an dem distalen Ende einer Spule;
12a ist eine gebrochene Perspektivansicht eines Spannbackenarms gemäß dem Ausführungsbeispiel von 12;
12b ist eine gebrochene Seitenansicht des Ausführungsbeispiels von 12 in einem teilweise zusammengebauten Zustand;
12c ist eine Schnittansicht entlang der Linie 12c-12c in 12b;
13 ist eine Explosionsseitenansicht eines derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiels zum Befestigen von Spannbacken an dem distalen Ende einer Spule;
13a ist eine vergrößerte Ansicht des distalen Endes der Schraube in 13;
13b ist eine verkleinerte, teilweise transparente Seitenansicht des Ausführungsbeispiels von 13, zusammengebaut, vor der Befestigung an dem distalen Ende einer Spule;
14 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels zum Verbinden einer Zylinderhülse mit dem distalen Ende eines Steuerdrahts;
14a ist eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels von 14; und
14b ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie 14b-14b von 14.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bezug nehmend nun auf 1 bis 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Mehrproben-Bioptoms mit der superelastischen, flexiblen Spannbackenanordnung gezeigt, und enthält einen proximalen Handgriffabschnitt 12 und einen distalen Endeffektorabschnitt 14. Eine lange flexible Spule 16 und ein axial verschiebbarer Steuerdraht 18, der sich durch die Spule 16 erstreckt, verbinden den Handgriffabschnitt 12 mit dem Endeffektorabschnitt 14. Die Spule 16 ist bevorzugt mit einem PTFE-, einem FEP- oder einem Polyolefin-Mantel 15 im Wesentlichen über ihre gesamte Länge und einer Zugentlastungshülse 17, die einen Teil der Spule überdeckt, der sich von dem Handgriff 12 erstreckt, überzogen. Die Spule 16 ist naturgemäß an ihrem offenen distalen Ende 16a, das bevorzugt flach geschliffen 16b ist effektiv mit einem Innengewinde versehen und kann eine Schraube mit passenden Gewinden aufnehmen, wie unten in mehr Einzelheiten erläutert. Der Steuerdraht 18 ist bevorzugt flexibel, aber in Längsrichtung unelastisch, und ist Idealerweise aus Stahl 304 geformt und mit einem Außendurchmesser von etwa 0,43 mm–0,46 mm (0,017–0,018 Inch) versehen. Der proximale Handgriffabschnitt 12 enthält eine Mittelwelle 20 und eine verschiebbare Spule 22. Das proximale Ende der Welle 20 ist mit einem Daumenring 24 versehen, und eine Längsbohrung 26 ist an dem distalen Ende der Welle 20 vorgesehen. Ein Längsschlitz 28 verläuft von dem proximalen Ende der Bohrung 26 zu einem von dem Daumenring 24 entfernten Punkt. Die verschiebbare Spule 22 ist mit einem Querelement 30 versehen, das durch den Schlitz 28 in der Mittelwelle 20 läuft. Das Querelement 30 ist mit einem zentralen Durchgangsloch 32 und einer radial eingreifenden Stellschraube 34 versehen. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind eine kurze Bohrung 36 und eine radial eingreifende Stellschraube 38 in der Welle 20 entfernt von dem Daumenring 24 vorgesehen, wobei die Bohrung 36 mit dem Längsschlitz 28 in Verbindung steht. Im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich das proximale Ende der Spule 16 in das zentrale Durchgangsloch 32 in dem Querelement 30 und ist dort durch die Stellschraube 34 befestigt. Das proximale Ende des Steuerdrahts 18 läuft durch den Schlitz 28, ist in die kurze Bohrung 36 eingeführt und wird dort durch die Stellschraube 38 gehalten. Aus dem Vorhergehenden wird der Fachmann erkennen, dass eine Relativbewegung der Welle 20 und der Spule 22 in einer Bewegung des Steuerdrahts 18 relativ zu der Spule 16 resultiert. Ein solcher Vorgang resultiert in einer Betätigung der Endeffektoren, wie unten im Detail beschrieben.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine zweiteilige Zwitterschnappspule verwendet. 1a bis 1e zeigen die Hauptmerkmale jedes Teils 220a (220b) einer Schnappspule. Zwei identische Zwitterteile 222a (222b) stellen jeweils eine Hälfte der Spule dar. Jedes Teil 222a (222b) ist im Wesentlichen halbzylindrisch mit einem spulenförmigen Außenprofil. Ein Spuleneingriffselement 224a (224b) verläuft in einer halbkreisförmigen Ausnehmung 226a (226b), die sich über die gesamte Länge des Teils 222a (222b) erstreckt, radial nach innen. Jedes Teil 222a (222b) ist mit einem Paar diametral gegenüber liegender Lappen 228a (228b), 230a (230b) und einem Paar diametral gegenüber liegender Lappenaufnahmeschlitze 232a (232b), 234a (234b) versehen. Zusätzlich ist jedes Teil 222a (222b) mit einem Paar diametral gegenüber liegender Führungsstifte 236a (236b), 238a (238b) und einem Paar diametral gegenüber liegender Stiftaufnahmelöcher 240a (240b), 242a (242b) versehen. Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, dass, wenn die zwei Teile 222a (222b) zusammengebaut werden, die Führungsstifte 236a, 238a an Teil 222a jeweils in die Stiftaufnahmelöcher 240b, 242b an Teil 222b eindringen; und die Verriegelungslappen 228a, 230a an Teil 222a in die jeweiligen Lappenaufnahmeschlitze 232b, 234b an Teil 222b eindringen. Analog dringen die Führungsstifte 236b, 238b an Teil 222b jeweils in die Stiftaufnahmelöcher 240a, 242a an Teil 222a; und die Verriegelungslappen 228b, 230b an Teil 222b dringen jeweils in die Lappenaufnahmeschlitze 232a, 234a an Teil 222a ein. Vor dem Zusammenschnappen der Teile wird das proximale Ende der Spule 16 (1) mit einem Crimpband (nicht dargestellt) an seinem Ende zwischen die Spuleneingriffselemente 224a, 224b gesetzt. Wenn die Teile 222a, 222b zusammengebaut sind, halten die jeweiligen Spuleneingriffselemente 224a, 224b das proximale Ende der Spule sicher.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der zweiteiligen Spule sind die Lappenaufnahmeschlitze mit Blattfedern versehen, um ein Trennen der zwei Teile zu verhindern. 1e zeigt die Blattfeder schematisch bezüglich des Lappens 228a an Teil 222a, wenn sie in den Schlitz 232b an Teil 222b eingreift. Wie man in 1e sehen kann, ist der Schlitz 232b teilweise durch einen abhängenden Arm 233b verschlossen, der wie eine Blattfeder wirkt, wenn der Lappen 228a an ihr angreift, wenn sie in den Schlitz 232b eindringt. Nachdem der Lappen 228a in den Schlitz 232b eindringt, wird der Arm 233b ein Herausheben des Lappens 228a aus dem Schlitz 232b verhindern.
Nun zu 2 bis 6, enthält der Endeffektorabschnitt 14 eine zylindrische Hülse 40, bevorzugt mit einer messerscharfen distalen Kante 42, und eine Spannbackenanordnung 44. Die Spannbackenanordnung 44 enthält ein paar Endeffektoren 44a, 44b, eine Schraube 102 und eine Unterlegscheibe oder eine Sicherungsbuchse 104. Jeder Endeffektor 44a, 44b enthält eine Spannbackenschale 46a, 46b bevorzugt mit einem messerscharfen Rand 48a, 48b (oder radial angeordneten Zähne, wie im Detail unten beschrieben) und einen elastischen, bevorzugt schmalen Arm 50a, 50b, der sich proximal von der Spannbackenschale 46a, 46b erstreckt. Der schmale Arm 50a, 50b enthält an seinem proximalen Ende 51a, 51b bevorzugt einen scharf eingerückten Winkelabschnitt 52a, 52b und einen leicht gewinkelten Abschnitt 53a, 53b. Wenigstens der leicht gewinkelte Abschnitt 53a, 53 der Arme 50a, 50b, und bevorzugt die gesamten Arme 50a, 50b sind aus einem superelastischen Gedächtnismetall wie beispielsweise Nitinol (eine Nickel-Titan-Legierung) gebildet und (durch die gewinkelten Abschnitte 53a, 53b der Arme 50a, 50b) voneinander weg vorgespannt, wodurch die Spannbackenschalen 46a, 46b auseinander gedrückt werden (wie man in 2 sehen kann). Zusätzlich sind, da die Arme 50a, 50b und die Spannbacken 46a, 46b bevorzugt integral miteinander sind, die Spannbacken bevorzugt aus einem superelastischen oder Formmetall gebildet. Es sollte jedoch ersichtlich sein, dass, während es bevorzugt, ist den gesamten Arm und die Spannbacke aus einem superelastischen oder Gedächtnismetall zu bilden, die Spannbackenschalen 46a, 46b und die proximalen Enden 51a–b, 51a–b der Spannbacken 44 aus irgendeinem anderen Material gemacht und an den elastischen Armen 50a, 50b durch irgendein herkömmliches und geeignetes Mittel angebracht sein können.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das proximale Ende 51a, 51b jedes Arms 50a, 50b mit dem distalen Ende 16a der Spule 16 durch Vercrimpen/Verriegeln mit einer Hohlgewindeschraube 102 und einer Unterlegscheibe 104 verbunden, wie am Besten in 3 und 4 dargestellt. Die Gewindeschraube 102 ist im Wesentlichen zylindrisch und enthält im Allgemeinen einen Kopfabschnitt 106, einen Gewindeabschnitt 108 und eine zylindrische Durchbohrung 110 entlang ihrer zentralen Achse. Die Durchbohrung 110 ist bemessen, um eine laterale Bewegung des Steuerdrahts 18 aufzunehmen und zu erlauben. Das distale Ende 112 des Kopfabschnitts 106 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Spule 16 und ist mit zwei abgewandten Nuten 114a, 114b (siehe 4a) an dem Außenumfang des distalen Endes 112 des Kopfabschnitts 106 versehen. Die Nuten 114a, 114b sind so bemessen, dass sie die Winkelabschnitte 52a, 52b an dem proximalen Ende 51a, 51b jedes der schmalen Arme 50a, 50b aufnehmen. Das proximate Ende 116 des Kopfabschnitts 106 ist als Kegelstumpf geformt und besitzt einen großen Durchmesser 118b an dem distalen Ende 112 des Kopfabschnitts 106 und einen kleinen Durchmesser 118a an dem distalen Ende 120 des Gewindeabschnitts 108. Der Gewindeabschnitt 108 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Spule 16, und das proximale Ende 122 des Gewindeabschnitts 108 enthält Gewinde 124 zum verriegelnden Eingriff mit dem Innern des distalen Endes 16a der Spule 16.
Die Unterlegscheibe 104 ist im Wesentlichen zylindrisch und enthält im Allgemeinen einen Durchbohrung 126 mit einem proximalen 128 und einem distalen 130 Abschnitt. Der distale Abschnitt 128 der Durchbohrung 126 ist als ein Kegelstumpf geformt, und der proximale Abschnitt 130 erstreckt sich davon. Es ist ersichtlich, dass die Durchbohrung 126 der Unterlegscheibe 104 im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das proximale Ende 116 des Kopfabschnitts 106 der Schraube 102 und das distale Ende 120 des Gewindeabschnitts 108 der Schraube 102 besitzt. Es ist selbstverständlich, dass die Durchbohrung 126 der Unterlegscheibe 104 zum Eingriff des proximalen Endes 116 des Kopfabschnitts 106 der Schraube 102 und des distalen Endes 125 des Gewindeabschnitts 108 der Schraube 102 bemessen ist, wenn die gestuften 52a, 52b proximalen Enden 51a, 51b der schmalen Arme 50a, 50b um die Nuten 114a–b der Gewindeschraube 102 positioniert sind, wie oben beschrieben. Das proximale Ende 120 des Gewindeabschnitts 108 der Gewindeschraube 102 wird dann in das Innere des distalen Endes 16a der Schraube 16 geschraubt. Wie man in 2 und 3 sehen kann, ist die Unterlegscheibe 104 zwischen dem Kopfabschnitt 106 der Gewindeschraube 102 und dem distalen Ende 16a der Schraube 16 befestigt. Die gestuften 52a, 52b proximalen Enden 51a, 51b der schmalen Arme 50a, 50b sind so zwischen der Unterlegscheibe 104 und der Gewindeschraube 102 befestigt.
Wie man in 4c sehen kann, haben die bevorzugten Endeffektorarme 50a, 50b eine im Wesentlichen bogenförmige Form im Querschnitt mit inneren und äußeren gekrümmten Wänden 55a, 55b, 56a, 56b, es ist ersichtlich, dass die Bogenform der Arme sich über die Länge der schmalen Arme von den Spannbacken 44a, 44b zurück zu den gewinkelten proximalen Abschnitten 52a, 52b erstreckt. Mit dieser Anordnung wird der Schlauch 40 leicht über die Arme gleiten, wie nachfolgend beschrieben wird. Zusätzlich greifen die gewinkelten proximalen Abschnitte 52a, 52b der Spannbacken 44a, 44b passend in die Nuten 114a, 114b (siehe 4a) an dem Außenumfang des distalen Endes 112 des Kopfabschnitts 106 der Gewindeschraube 102.
Bezug nehmend auf 2, 5 und 6 kann man sehen, dass die Zylinderhülse 40 mit dem distalen Ende des Steuerdrahts 18 durch Versehen der Hülse 40 mit einem lateralen Loch 45, das mit einem gebogenen Ende 18a des Steuerdrahts 18 in Eingriff steht, verbunden ist. Wie dargestellt, ist das gebogene Ende 18a des Steuerdrahts 18 an das Loch 45 in der Seite der Hülse 40 geschweißt. Wie nachfolgend im Detail beschrieben, sind jedoch auch andere Verfahren der Verbindung des Steuer drahts mit der Hülse möglich. Die Zylinderhülse 40 ist über die zylindrische Unterlegscheibe 104 und den Kopfabschnitt 106 der Gewindeschraube 102 verschiebbar befestigt und ist über die bogenförmigen elastischen Arme 50a, 50b axial bewegbar, wodurch die Arme an den leicht gebogenen Stellen 53a, 53b gebogen werden und die Spannbacken 46a, 46b schließen, wie in 5 dargestellt. Da die elastischen Arme 50a, 50b aus einem superelastischen Metall gemacht sind, werden sie sofort in ihre ursprünglich offene Stellung zurück kehren (2), wenn die Zylinderhülse 40 einmal zurück gezogen wird. Außerdem wird die Spannbackenanordnung 44 selbst nach einem wiederholten Schieben der Zylinderhülse 40 zurück und vor über die Arme 50a, 50b aufgrund der oben beschriebenen Eigenschaften des superelastischen Metalls ihre ursprüngliche Form beibehalten.
Wie in 6 zu sehen, haben die Spannbackenschalen 46a, 46b eine exzentrische, obgleich symmetrische Kontur mit ihrem breitesten Punkt durch die Linie 47 angedeutet. Distal der Linie 47 sind die Spannbackenschalen im Wesentlichen halbkugelförmig, und proximal der Linie 47 sind die Spannbackenschalen im Wesentlichen halbelliptisch. Die Spannbackenschalen sind so angeordnet, dass die Ränder im geschlossenen Zustand im Wesentlichen ausgerichtet sind, wie in 5 dargestellt. Man kann ebenfalls aus 5 und 6 sehen, dass sich die Seitenwände 57, 57b, 59a, 59b der Spannbackenschalen 46a, 46b zu den Armen 50a, 50b konisch verjüngen, um einen sanften Übergang von den Spannbackenschalen zu den Armen vorzusehen.
Aus der obigen Beschreibung und unter Bezugnahme auf 1 bis 6 ist es für den Fachmann ersichtlich, dass, wenn die Spule 22 und die Welle 20 relativ zueinander axial verschoben werden, die Zylinderhülse 40 und die Endeffektoren 44a, 44b in ähnlicher Weise relativ zueinander axial verschoben werden, aus den in 2 dargestellten Stellungen in die in 5 dargestellten Stellungen und umgekehrt. Wenn die Spule 22 und die Welle 20 in der ungefähren Position von 1 sind, sind die Zylinderhülse 40 und die Endeffektoren 44a, 44b etwa in der in 2 dargestellten Stellung, d. h. mit den offenen Spannbacken. Daher werden, wenn die Spule 22 zu dem Daumenring 24 bewegt wird oder umgekehrt, die Zylinderhülse 40 und die Endeffektoren 44a, 44b in etwa die in 4 dargestellte Stellung gebracht, d. h. mit den geschlossenen Spannbacken. Es ist außerdem ersichtlich, dass es bevorzugt ist, den Daumenring 24 relativ zu der Spule 22 zu bewegen, statt umgekehrt, da dies die Zylinderhülse 40 relativ zu den Endeffektoren 44a, 44b bewegt, anstatt umgekehrt. Dies ist wünschenswert, sodass die Endeffektoren nicht von einer Gewebeprobe weg bewegt werden, während die Spannbacken geschlossen sind.
Nun zu 7a bis 7e, ist die Funktionsweise des Mehrproben-Bioptoms der Erfindung schematisch in einer Sequenz dargestellt. Wie in 7a zu sehen, wird eine erste Gewebeprobe durch Positionieren der Spannbackenschalen 46a, 46b um ein Gewebe 60, von dem eine Probe zu entnehmen ist, entnommen. Der Handgriff 12 des Bioptoms 10 wird wie oben beschrieben so betätigt, dass die Zylinderhülse 40 distal über die schmalen Arme 50a, 50b der Spannbackenanordnung 44 etwa zu der in 7b dargestellten Position bewegt wird. Wenn die Hülse 40 zu dieser Position bewegt wird, werden die Spannbackenschalen 46a, 46b nahe zueinander gebracht und die scharfen Ränder 48a, 48b der Spannbackenschalen 46a, 46b greifen in das Gewebe 60 und beißen rein. Gleichzeitig, und wie man unter Bezugnahme auf 7f bis 7h sehen kann, durchtrennt die messerscharfe Kante 42 der Hülse 40 ein Gewebe 60, das sich von den lateralen Seiten der Spannbackenschalen 46a, 46b erstreckt. Eine erste Probe 60a des Gewebes 60 wird dadurch zwischen den Spannbackenschalen 46a, 46b gefangen und von dem Gewebe abgetrennt. Es ist zu beachten, dass während des Beißens die Spule 16 nicht frei zu strecken ist, da sie durch die durch die Schrumpffolie oder -hülle 15, die sich bevorzugt über die Länge der Spule 16 erstreckt, in Längsrichtung steif gehalten wird. Falls erwünscht, kann ein Draht anstelle der Schrumpffolie oder -hülle verwendet werden. Der Draht, der typischerweise flach wäre, würde an dem proximalen und dem distalen Ende der Spule angebracht werden, um die Spule in Spannung zu halten und ein Strecken von ihr zu verhindern, wenn die Hülse nach vorne bewegt und ein Biss gemacht wird.
Mit den Endeffektoren 44a, 44b etwa in der in 7b gezeigten Position kann das Mehrproben-Bioptom 10 zu einem weiteren Gewebebereich zur Probenentnahme versetzt werden. Der Handgriff 12 des Bioptoms 10 wird wie oben beschrieben betätigt, sodass die Zylinderhülse 40 über die schmalen Arme 50a, 50b der Spannbackenanordnung 44 proximal etwa zu der in 7c gezeigten Position bewegt wird. Wenn die Hülse 40 zu dieser Position bewegt wird, werden die Spannbackenschalen 46a, 46b durch die Spannkraft in den leicht gebogenen Abschnitten 53a, 53b ihrer jeweiligen Arme 50a, 50b auseinander gespannt. Die Spannbackenschalen können dann um ein zweites Gewebe 61 zur Probenentnahme positioniert werden.
Der oben unter Bezugnahme auf 7a und 7b beschriebene Vorgang wird wiederholt. In diesem Fall drückt jedoch, wenn die Spannbackenschalen 46a, 46b in Position gebracht werden, das Gewebe 61 die erste Probe 60a proximal von den Spannbackenschalen 46a, 46b weg und in den Raum zwischen den schmalen Armen 50a, 50b, wie in 7c zu sehen. Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass die Gewebeprobe 60a typischerweise klebrig und geschmeidig ist und an einem oder an beiden schmalen Armen 50a, 50b der Endeffektoren 44a, 44b anhaftet und sich daran entlang bewegt. Die Proben werden auch aneinander haften. Beim Entnehmen einer Probe 61a von dem Gewebe 61 werden beide Proben 60a und 61a sicher zwischen den schmalen Armen 50a, 50b der Endeffektoren 44a, 44b gefangen, wie in 7d gezeigt. Der oben unter Bezugnahme auf 7a bis 7d beschriebene Vorgang wird dann wiederholt, wie in 7e vorgeschlagen, bis der Raum zwischen den Armen 50a, 50b mit Proben 60a, 61a, usw. gefüllt ist. Gemäß einem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können vier bis sechs Proben zwischen den Armen der Spannbackenanordnung gefangen werden. Die derzeit bevorzugten Maße der Endeffektoren sind etwa 11,4 mm (0,45 Inch) in der Länge mal etwa 0,095 Inch in der Höhe.
7f bis 7h zeigen eine Draufsicht der Abfolge der in den Seitenansichten in 7a und 7b dargestellten Vorgänge. Aus der Draufsicht von 7f kann man sehen, dass sich das Gewebe 60 über die Seiten der Spannbackenschalen 46a, 46b erstreckt. Die messerscharfe distale Kante 42 des Zylinders 40 durchtrennt das Gewebe 60, welches sich über die Spannbackenschalen erstreckt, sodass die Probe 60a von dem Gewebe 60 entfernt werden kann, wie in 7g und 7h gezeigt.
Wie oben erwähnt, gibt es viele Wege außer dem Anschweißen, mit denen das distale Ende 18a des Steuerdrahts 18 mit der Zylinderhülse verbunden werden kann. Insbesondere zeigen 8a bis 9b zwei weitere Mechanismen zum Verbinden des distalen Endes des Steuerdrahts 18 mit der Hülse.
Wie in 8a und 8b gezeigt, ist das distale Ende 18a des Steuerdrahts 18 mit einer Z-Krümmung versehen. In der Seitenwand der Zylinderhülse 40 sind zwei beabstandete halbkreisförmige Löcher 145a, 145b gestanzt, die einen biegbaren engen Streifen 145c zwischen sich lassen. Der schmale Streifen 145c ist radial um ein Maß nach innen gebogen, das ausreicht, um das distale Ende 18a des Steuer drahts 18 aufzunehmen. Die Z-Krümmung des distalen Endes 18a des Steuerdrahts 18 wird durch den zwischen dem schmalen Streifen 145c und den halbkreisförmigen Löchern 145a, 145b gebildeten Raum eingeführt, wie in 8a und 8b gezeigt.
Wie in 9a und 9b dargestellt, sind in der Seitenwand der Zylinderhülse 40 ein erstes Loch 245a und eine zweites Loch 245c, das durch das erste Loch 245a umschrieben ist, gestanzt. Das erste Loch 245a ist bevorzugt rechteckig, halbkreisförmig oder trapezförmig, um einen biegbaren Lappen 245b zu bilden, der radial nach innen gebogen wird, wie am Besten in 9b zu sehen. Die Z-Krümmung des distalen Endes 18a des Steuerdrahts 18 wird durch das zweite Loch 245c in dem biegbaren Lappen 245b eingeführt, wie in 9a und 9b gezeigt.
10 und 10a zeigen ein weites Ausführungsbeispiel eines Mehrproben-Bioptoms der Erfindung, das besonders geeignet für Gebärmutter-Biopsievorgänge oder andere laparoskopische Biopsievorgänge geeignet ist, bei denen der Biopsieort in einem relativ kurzen und direktem Weg anstelle durch den langen gewundenen Weg des Lumens eines Endoskops erreichbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein proximaler Betätigungsmechanismus 312 mit einem festen Handgriffabschnitt 324 und einem bewegbaren Hebelabschnitt 322, der mit dem festen Handgriffabschnitt 324 durch einen Drehstift 323 verbunden ist, versehen. Ein hohles Rohr 340 ist an seinem proximalen Ende mit dem bewegbaren Hebelabschnitt 322 des Betätigungsmechanismus 312 durch einen Kreuzzapfen 341 oder eine andere geeignete Befestigungseinrichtung verbunden. Das distale Ende 340a des Rohrs 340 ist mit einer messerscharfen Kante 342 versehen. Ein relativ starrer Stab 318 verläuft durch das Rohr 340 und ist an seinem proximalen Ende mit dem festen Handgriffabschnitt 324 mit Hilfe eines Kreuzzapfens 319 oder einer anderen geeigneten Befestigungseinrichtung verbunden. Das distale Ende 318a des Stabes 318 ist hohl und mit Innengewinden 370 versehen, um eine Außengewindeschraube 302 aufzunehmen.
Wie am Besten in 10a zu sehen, ist das distale Ende des Stabes 318 mit einer Spannbackenanordnung 344 verbunden, die Endeffektoren 344a, 344b, die Schraube 302 und eine Unterlegscheibe 304 enthält. Insbesondere sind die gewinkelten proximalen Enden 352a, 352b der schmalen Arme 350a, 350b der Endeffektoren 344a, 344b zwischen der Unterlegscheibe 304 und der Gewindeschraube 302, die in das hohle distale Gewindeende 318a des starren Stabes 318 geschraubt ist, befestigt.
Wie in 10 dargestellt, ist der feste Handgriffabschnitt 324 mit einem unteren Daumenring 324a versehen, und der bewegbare Hebelabschnitt 322 ist mit einem unteren Fingerring 322a versehen. Das obere Ende 322b des bewegbaren Hebelabschnitts 322 ist mit einem Schlitz 322c zum Eingriff mit dem Kreuzzapfen 341 versehen, und der Stab 318 ist mit einem Schlitz 317 versehen, durch welchen der Kreuzstift läuft. Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass der Betätigungsmechanismus 312 unter Verwendung eines herkömmlichen Scherengriffs bedient wird. Eine Schwenkbewegung des bewegbaren Hebelabschnitts 322 des Betätigungsmechanismus 312, wie durch die Pfeile 321 angedeutet, resultiert in einer linearen Bewegung des Rohrs 340, wie durch die Pfeile 339 angedeutet. Es ist auch ersichtlich, dass die Schlitze 317 und 322c so bemessen sein können, dass sie eine Bewegung des Rohrs 340 begrenzen. Wegen der Geometrie der Arme 350a, 350b der Endeffektoren 344a, 344b resultiert die Bewegung des Rohrs 340 relativ zu dem Stab 318 in einem Reiten des Rohrs 340 über die Arme 350a, 350b und einem Öffnen und Schließen der Spannbacken wie oben beschrieben. Es ist offensichtlich, dass, falls erwünscht, der Betätigungsmechanismus 312 mit der flexiblen Spule und dem Zugdraht verwendet werden kann, wie oben unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. Dagegen kann der unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Betätigungsmechanismus 12 auch mit der Rohr- und Stabanordnung von 10 verwendet werden. Es ist ebenfalls ersichtlich, dass anstelle der Befestigung des Schubstabes 318 in dem sich nicht bewegenden Handgriff 324 und des mit dem Hebel 322 bewegbaren Rohrs 340 sich auch der Schubstab 318 bewegen kann und das Rohr 340 befestigt sein kann. Mit einer solchen Anordnung würde eine Bewegung des Hebels relativ zu dem Handgriff die Endeffektoren 344a, 344b in das Rohr 340 ziehen lassen, wobei sich die Spannbacken schließen und die Spannbacken und das scharfe Ende 342 des Rohrs 340 das Gewebe durchtrennen.
Es ist offensichtlich, dass alle Ausführungsbeispiele des Mehrproben-Bioptoms, die in 1 bis 10a dargestellt sind, mit einer Kauterisationsmöglichkeit versehen sein können. Zum Beispiel ist, wie in 10 zu sehen, ein Kauterisationskontakt 398 vorgesehen, der den starren Stab 318 kontaktiert und aus dem festen Abschnitt 324 des Handgriffs 312 verläuft. Zusätzlich ist das Rohr 340 bevorzugt mit einer Schrumpffolie oder einer anderen Isolierung 399 versehen. Mit dieser Anordnung wird, wenn ein Kauterisationsstrom an den Kauterisationskontakt 398 angelegt wird, die Spannbackenanordnung 344 über ihre Verbindung mit dem Stab 318 unter Strom gesetzt. Typischerweise würde die Kauterisation ausgeführt werden, nachdem eine Probe erhalten und von dem Operationsort abgetrennt ist, wobei die Spannbacken nach wie vor an dem Operationsort positioniert sind. Weil der Körper des Patienten als zweite Elektrode (Masse) dient, fließt Strom von den Spannbacken in den Patienten an dem Operationsort, wodurch eher eine Kauterisation des Operationsorts als eine Kauterisation der Probe in den Spannbacken bewirkt wird.
Nun zu 11, 11a und 11b, enthält ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spannbackenanordnung 444 eine Paar Endeffektoren 444a, 444b und eine Befestigungsschraube 402 zum Verbinden der Spannbacken mit dem distalen Ende 16a einer flexiblen Spule 16. Jeder Endeffektor 444a, 444b enthält eine Spannbackenschale 446a, 446b bevorzugt mit einer Anordnung von radial angeordneten Schneidezähnen 448a, 448b und einen elastischen, bevorzugt schmalen Arm 450a, 450b, der sich proximal von der Spannbackenschale 446a, 446b erstreckt. Die Außenfläche der Spannbackenschale 446a, 446b ist bevorzugt mit einem Schließnocken 447a, 447b versehen, wie in der am 28.03.1995 eingereichten parallelen Anmeldung der Serial No. 08/412,058, auf welche hierdurch vollinhaltlich Bezug genommen wird, beschrieben ist. Der schmale Arm 450a, 450b ist mit einem Befestigungsloch 452a, 452b an seinem proximalen Ende 451a, 451b und einem leicht gewinkelten Abschnitt 453a, 453b versehen. Wenigstens der leicht gewinkelte Abschnitt 453a, 453b der Arme 450a, 450b, und bevorzugt die gesamten Arme 450a, 450b sind aus einem superelastischen Metall wie beispielsweise Nitinol geformt und (durch die gewinkelten Abschnitte 453a, 453b der Arme 450a, 450b) voneinander weg vorgespannt, wodurch die Spannbackenschalen 446a, 446b auseinander gedrückt werden (wie in 11b zu sehen). Zusätzlich sind, da die Arme 450a, 450b und die Spannbacken 446a, 446b bevorzugt integral miteinander sind, die Spannbacken bevorzugt aus einem superelastischen Metall geformt.
Gemäß dem in 11, 11a und 11b dargestellten Ausführungsbeispiel ist das proximale Ende 451a, 451b jedes Arms 450a, 450b mit dem distalen Ende 16a der Spule 16 durch Vercrimpen/Verriegeln mit der hohlen Gewindeschraube 402 verbunden, wie am Besten in 11a und 11b veranschaulicht. Die Gewindeschraube 402 ist im Wesentlichen zylindrisch und enthält im Allgemeinen einen Kopfabschnitt 406, einen Gewindeabschnitt 408 und eine zylindrische Durchbohrung 410 entlang ihrer Mittelachse. Die Durchbohrung 410 ist so bemessen, dass sie eine laterale Bewegung des Steuerdrahts 18 aufnimmt und erlaubt, wie oben unter Bezugnahme auf 5 bis 7 beschrieben. Der Kopfabschnitt 406 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Spule 16 und ist mit zwei abgewandten Nuten 114a, 114b an dem Außenumfang des Kopfabschnitts 406 versehen. Die Nuten 414a, 414b sind mit seitlichen Spitzen 415a, 415b und erhobenen Stiften 417a, 417b versehen und bemessen, um die proximalen Enden 451a, 451b jedes der schmalen Arme 450a, 450b aufzunehmen. Die proximalen Enden 451a, 451b der Arme 450a, 450b werden in die jeweiligen Nuten 414a, 414b gesetzt, sodass die Stifte 417a, 417b in jeweilige Befestigungslöcher 452a, 452b eingreifen. Die Stifte 417a, 417b sind wie Nieten abgeflacht, und die Spitzen 415a, 415b der Nuten werden über die Arme gefaltet, wie am Besten in 11a und 11b zu sehen. Der Gewindeabschnitt 408 der hohlen Schraube 402 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Spule 16 und steht mit dem Innern des distalen Endes 16a der Spule 16 in Gewindeeingriff, wie in 11b dargestellt.
12 und 12a–12c zeigen ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Befestigung von Spannbacken an dem distalen Ende einer flexiblen Spule. Eine Spannbackenanordnung 544 enthält ein Paar Endeffektoren 544a, 544b und eine Befestigungsschraube 502 zum Verbinden der Spannbacken mit dem distalen Ende 16a einer flexiblen Spule 16. Jeder Endeffektor 544a, 544b enthält eine Spannbackenschale (nicht dargestellt, die im Wesentlichen die Gleiche wie eine der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ist, und einen elastischen, bevorzugt schmalen Arm 550a, 550b, der sich von der Spannbackenschale proximal erstreckt. Der schmale Arm 550a, 550b ist mit einem halbzylindrischen Abschnitt 552a, 552b an seinem proximalen Ende 551a, 551b versehen, der mit einem Paar von proximalen Verlängerungslappen 553a, 553b, 555a, 555b endet.
Gemäß dem in 12 und 12a–12c gezeigten Ausführungsbeispiel ist das proximale Ende 551a, 551b jedes Arms 550a, 550b mit dem distalen Ende 16a der Spule 16 mit der hohlen Gewindeschraube 502 verbunden, wie am Besten in 12b und 12c veranschaulicht. Die Gewindeschraube 502 ist im Wesentlichen zylindrisch und enthält im Allgemeinen einen Kopfabschnitt 506, einen Gewinde abschnitt 508 und eine zylindrische Durchbohrung 510 entlang ihrer Mittelachse. Die Durchbohrung 510 ist bemessen, um eine laterale Bewegung des Steuerdrahts 18 aufzunehmen und zu erlauben, wie oben Bezug nehmend auf 5 bis 7 beschrieben. Das distale Ende des Kopfabschnitts 506 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Spule 16 und ist mit zwei Paaren abgewandter Nuten 514a, 514b, 516a, 516b an dem Außendurchmesser des Kopfabschnitts 506 versehen. Die Nuten sind bemessen, um die proximalen Enden 551a, 551b jedes der schmalen Arme 550a, 550b aufzunehmen, wie am Besten in 12b und 12c gezeigt, wobei die halbzylindrischen Abschnitte 552a, 552b an dem proximalen Abschnitt reduzierten Durchmessers des Kopfes 506 liegen, die Lappen 553a, 553b in der Nut 516a ruhen und die Lappen 555a, 555b in der Nut 516 ruhen. Der Gewindeabschnitt 508 der hohlen Schraube 502 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Spule 16 und steht mit dem Innern des distalen Endes 16a der Spule 16 in Gewindeeingriff, wie oben beschrieben.
13, 13a und 13b zeigen ein derzeit bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verbindens einer Spannbackenanordnung mit dem distalen Ende einer Spule. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel enthält die Spannbackenanordnung 560 ein Paar Endeffektoren 562a, 562b, eine Befestigungsschraube 564 und eine Haltebuchse oder Unterlegscheibe 566. Jeder Endeffektor 562a, 562b enthält eine Spannbackenschale 568a, 568b und einen elastischen, bevorzugt schmalen Arm 570a, 570b, der sich proximal von der Schale erstreckt. Das proximale Ende jedes Arms 570a, 570b ist mit einem Befestigungsloch 572a, 572b versehen. In allen übrigen Beziehungen können die Endeffektoren verschiedene Merkmale der oben beschriebenen Endeffektoren integrieren. Die Befestigungsschraube 564 ist ähnlich der oben beschriebenen Befestigungsschraube 402. Sie ist im Wesentlichen zylindrisch und besitzt einen Kopfabschnitt 564a, einen Gewindeabschnitt 564b, eine Durchbohrung 564c und ein Paar diametral abgewandter Armaufnahmenuten 564d, 564e, von denen jede mit einem aufstehenden Stift 564f, 564g versehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel hat ein proximaler Abschnitt 564h des Schraubenkopfes 564a einen reduzierten Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Haltehülse oder der Unterlegscheibe 566 ist. Die aufstehenden Stifte 564f, 564g sind an diesem proximalen Abschnitt 564h des Schraubenkopfes 564a positioniert. Aus den obigen Erläuterungen ist es für den Fachmann ersichtlich, dass die End effektoren 562a, 562b mit der Schraube 564 durch Platzieren der jeweiligen Arme 570a, 570b in den Nuten 546d, 564e derart, dass die jeweiligen Befestigungslöcher 572a, 572b mit den jeweiligen Stiften 564f, 564g in Eingriff stehen, verbunden sind. Nachdem die Arme so relativ zu der Schraube angeordnet sind, wird die Hülse oder Unterlegscheibe 566 über dem proximalen Abschnitt 564h des Schraubenkopfes 564a platziert und die proximalen Enden der Arme sind zwischen der Hülse und dem Schraubenkopf gefangen. Der Gewindeabschnitt 564b der Schraube wird dann mit dem distalen Ende einer Spule (nicht dargestellt) verbunden, wie oben beschrieben, und die Hülse oder Unterlegscheibe 566 ist zwischen der Spule und dem Schraubenkopf gefangen, wie oben beschrieben.
Wie oben erwähnt, werden die Spannbackenschalen durch eine Bewegung einer Zylinderhülse geöffnet und geschlossen, die mit einem Steuerdraht verbunden ist. 14, 14a und 14b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zylinderhülse 640, die mit dem distalen Ende 618a eines Steuerdrahts 618 verbunden ist, zum Öffnen und Schließen einer Spannbackenanordnung 644, die mit dem distalen Ende 16a einer flexiblen Spule 16 verbunden ist. Die Spannbackenanordnung 644 ist im Wesentlichen die Gleiche wie eine der verschiedenen oben beschriebenen Spannbackenanordnungen. Es ist zu beachten, dass die Spannbackenanordnung zwei relativ schmale beabstandete Arme 650a, 650b besitzt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 14, 14a und 14b ist ein Querelement 628 mit dem distalen Ende 618a des Steuerdrahts 618 verbunden. Das Querelement 628 ist ein Scheibensegment mit zwei abgewandten, im Wesentlichen parallelen Seiten 628a, 628b, zwei gekrümmten Seiten 628c, 628d mit Krümmungsradien, die dem Innenradius der Zylinderhülse 640 entsprechen, und einer zentralen Bohrung 628e. Der Abstand zwischen den parallelen Seiten 628a und 628b ist kleiner als der Abstand zwischen den Innenflächen der Arme 650a, 650b der Spannbackenanordnung; und der Abstand der gekrümmten Seiten 628c und 628d ist im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Zylinderhülse 640. Der Durchmesser der Bohrung 628e ist im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Steuerdrahts 618. Der Steuerdraht 618 wird mit dem Querelement 628 durch Einführen des distalen Endes 618a des Steuerdrahts durch die Bohrung 628e und Vercrimpen des Steuerdrahts auf beiden Seiten des Querelements verbunden, wie am Besten in 14 und 14a gezeigt. Das Querelement 628 ist relativ zu der Spannbackenanordnung 644 ausgerichtet, sodass es frei zwischen den Armen 650a und 650b verläuft, wie am Besten in 14a und 14b zu sehen. Die Zylinderhülse 640 wird mit dem Querelement 628 durch Vercrimpen der Hülse auf beiden Seiten des Querelements 628 bei 699 verbunden, wie am Besten in 14a zu sehen.
Es wurden hier mehrere Ausführungsbeispiele eines endoskopischen Mehrproben-Bioptoms beschrieben und dargestellt. Während die Spannbackenanordnung so offenbart worden ist, dass sie aus einem besonderen superelastischen Metall gebildet ist, ist es selbstverständlich, dass andere superelastische Legierungen benutzt werden können, um die gleiche oder ähnliche Funktionen zu erzielen, wie sie hier offenbart ist. Zum Beispiel können, während die Spannbacken so offenbart worden sind, dass sie aus einer Nickel-Titan-Legierung gemacht sind, sie auch zum Beispiel aus einer Eisen-Platin-, Silber-Cadmium-, Nickel-Aluminium-, Mangan-Kupfer-, Kupfer-Zink-, Nickel-Tallium- oder irgendeiner anderen superelastischen Legierung gemacht sein. Es ist ferner ersichtlich, dass, während die Vorrichtung der Erfindung so beschrieben wurde, dass sie vorteilhafterweise das Erhalten mehrer Biopsien ohne Entfernen von dem Operationsort erlaubt, die Vorrichtung der Erfindung, falls erwünscht, nach wie vor zum Erhalten einzelner Biopsien verwendet werden kann. Tatsächlich muss das endoskopische Instrument überhaupt nicht zum Entnehmen von Biopsien verwendet werden, sondern kann auch als ein Dissektor benutzt werden. Bei einem Dissektorausführungsbeispiel würde das Rohr, das die Arme schließen lässt, kein scharfes Ende besitzen, und die Endeffektoren können Schaufeln sein oder anders geformt sein, statt Spannbackenschalen zu haben. Außerdem ist ersichtlich, dass, während besondere Konfigurationen des Betätigungsmechanismus der Erfindung offenbart worden sind, andere Arten von Betätigungsmechanismen benutzt werden könnten. Ebenso ist erkennbar, dass, während spezielle Verbindungen der Enden der Spule und des Steuerdrahts gezeigt worden sind, andere Arten von Verbindungen mit ähnlichen Ergebnissen verwendet werden könnten. Analog ist es selbstverständlich, dass, während spezielle Verbindungen der Enden des starren Rohrs und des Stabes gezeigt worden sind, andere Arten von Verbindungen benutzt werden könnten. Außerdem ist ersichtlich, dass, während spezielle Konfigurationen bezüglich der Spannbackenanordnung offenbart worden sind, andere Konfigurationen ebenso verwendet werden könnten. Zum Beispiel ist ersichtlich, dass, während es bevorzugt ist, Spannbacken mit scharfen Kanten vorzusehen, anstelle der Kanten die Spannbacken mit scharfen Zähnen versehen sein können, die in Verbindung mit dem scharfen Zylinder ein Schneidvermögen vorsehen.
Ferner kann, während im zweiten Ausführungsbeispiel der innere Stab als stationär gezeigt und das äußere Rohr als einstellbar gezeigt ist, das äußere Rohr stationär und der Stab einstellbar sein kann.

Claims

Endeffektoranordnung (14) für ein endoskopisches Instrument (10), wobei das endoskopische Instrument eine Schließeinrichtung (40) zum Schließen eines ersten und eines zweiten Endeffektors (44a, 44b) der Endeffektoranordnung durch Ausfahren über wenigstens einen Teil des ersten und des zweiten Endeffektors sowie eine Betätigungseinrichtung (16, 18) zum Bewirken einer Relativbewegung der Schließeinrichtung und des ersten und des zweiten Endeffektors besitzt, wobei die Endeffektoranordnung aufweist: (a) den ersten und den zweiten Endeffektor (44a, 44b), die jeweils einen Arm (50a, 50b) besitzen, die voneinander weg vorgespannt sind; und (b) eine Verbindungseinrichtung (102) zum Verbinden der Arme des ersten und des zweiten Endeffektors mit dem endoskopischen Instrument, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung eine hohle Schraube (102) aufweist, wobei die hohle Schraube einen Kopf (106) mit einem Paar Armaufnahmenuten (114a, 114b) besitzt und die Schraube einen Gewindeabschnitt (108) mit einem Gewinde besitzt, das dimensioniert ist, um in einen distalen Abschnitt des endoskopischen Instruments einzugreifen.
Endeffektoranordnung nach Anspruch 1, bei welcher ein proximaler Abschnitt (116) des Schraubenkopfes konisch ist und die Verbindungseinrichtung ferner eine Unterlegscheibe (104) mit einer Durchbohrung (126) aufweist, die dimensioniert ist, um den konischen Abschnitt der Schraube und die Arme des ersten und des zweiten Endeffektors aufzunehmen, sodass, wenn der Gewindeabschnitt der Schraube in den distalen Abschnitt des endoskopischen Elements eingreift, sich die Arme um den konischen Abschnitt der Schraube erstrecken und zwischen dem konischen Abschnitt und der Unterlegscheibe fixiert sind.
Endeffektoranordnung nach Anspruch 2, bei welcher die Durchbohrung der Unterlegscheibe einen konischen Abschnitt (128) besitzt und die Arme des ersten und des zweiten Endeffektors einen spitzwinkligen (52a, 52b) proximalen Abschnitt enthalten, der sich über den konischen Abschnitt der Schraube und durch den konischen Abschnitt der Durchbohrung erstreckt.
Endeffektoranordnung nach Anspruch 3, bei welcher jeder der Arme einen leicht gebogenen Abschnitt (53a, 53b) entfernt von dem spitzwinkligen proximalen Abschnitt enthält.
Endeffektoranordnung nach Anspruch 4, bei welcher jeder der Arme in einer distalen Spannbackenschale (46a, 46b) endet und jeder der Arme einen leicht gebogenen Abschnitt nahe der Spannbackenschale und entfernt von dem spitzwinkligen proximalen Abschnitt enthält.
Endeffektoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Schraubenkopf einen abstehenden Befestigungsstift (417a) enthält, der in jeder der Armaufnahmenuten (414a, 414b) angeordnet ist; und die Arme der Endeffektoren jeweils ein Stiftaufnahmebefestigungsloch (452a, 452b) zum Aufnehmen eines jeweiligen der abstehenden Befestigungsstifte enthalten; und/oder bei welcher die Armaufnahmenuten jeweils durch biegbare spitze Flansche (415a, 415b) flankiert sind, welche über die Arme biegbar sind, wenn die Arme durch die Nuten aufgenommen sind.
Endeffektoranordnung nach Anspruch 1, bei welcher jeder der Arme in einer distalen Spannbackenschale (46a, 46b) endet und jeder der Arme einen leicht gebogenen Abschnitt (53a, 53b) enthält; und/oder bei welcher jeder der Arme eine gewölbte Außenfläche besitzt.
Endeffektoranordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Schraubenkopf ein zweites Paar Armaufnahmenuten (516a, 516b) und einen proximalen Abschnitt reduzierten Durchmessers enthält; jeder der Arme einen proximalen halbzylindrischen Abschnitt enthält, der in einem Paar distal verlaufender Zungen (552, 555) endet, und jeder der Arme durch eine jeweilige der Armaufnahmenuten so aufgenommen ist, dass der halbzylindrische Abschnitt über dem proximalen Abschnitt reduzierten Durchmessers liegt und das Paar distal verlaufender Zungen durch das zweite Paar Nuten aufgenommen ist.
Endeffektoranordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Schraubenkopf (564) einen gestuften Durchmesser besitzt, der einen proximalen Abschnitt reduzierten Durchmessers (564h) definiert, der Schraubenkopf einen abstehenden Befestigungsstift (564f, 564g) enthält, der in jeder der Armaufnahmenuten angeordnet ist, die Arme der Endeffektoren jeweils ein Stiftaufnahmebefestigungsloch (572a, 572b) zum Aufnehmen eines jeweiligen der abstehenden Befestigungsstifte enthalten, und die Verbindungseinrichtung ferner eine Unterlegscheibe (566) mit einer Durchbohrung aufweist, die dimensioniert ist, um den proximalen Abschnitt des Schraubenkopfes und die Arme des ersten und des zweiten Endeffektors aufzunehmen, sodass, wenn der Gewindeabschnitt der Schraube in den distalen Abschnitt des endoskopischen Instruments eingreift, sich die Arme über den proximalen Abschnitt des Schraubenkopfes erstrecken und zwischen dem proximalen Abschnitt des Schraubenkopfes und der Unterlegscheibe fixiert sind.
Endoskopisches Instrument (10), mit (a) einer Endeffektoranordnung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; (b) einem zylindrischen Element (40); (c) einer Betätigungseinrichtung (16, 18), die entweder mit dem zylindrischen Element oder mit dem ersten und dem zweiten Endeffektor verbunden ist, um das zylindrische Element und den ersten und den zweiten Endeffektor relativ zueinander bewegen zu lassen, um so das zylindrische Element i) in eine erste Position zu bringen, um sich über wenigstens einen Teil des ersten und des zweiten Endeffektors zu erstrecken, um so die Arme des ersten und des zweiten Endeffektors zueinander zu drücken und eine relativ geschlossene Position anzunehmen; und ii) in eine zweite Position zu bringen, um den ersten und den zweiten Endeffektor voneinander weg erstrecken zu lassen und eine relativ offene Position anzunehmen.
Endoskopisches Instrument nach Anspruch 10, ferner mit (d) einer Spule (16) mit einem distalen Ende, wobei die Schraube (102) in das distale Ende der Spule eingreift und die Betätigungseinrichtung mit dem zylindrischen Element (40) verbunden ist, um das zylindrische Element bewegen zu lassen, wobei die Betätigungseinrichtung vorzugsweise einen durch die Spule verlaufenden Ziehdraht (18) enthält, wobei der Ziehdraht ein mit dem zylindrischen Element (40) verbundenes distales Ende besitzt.
Endoskopisches Instrument nach Anspruch 10, ferner mit (e) einem mit dem ersten und dem zweiten Endeffektor verbundenen Stab (318), wobei der Stab bevorzugt ein distales Gewindeende (318a) besitzt und die Verbindungseinrichtung den ersten und den zweiten Endeffektor mit dem Stab verbindet, indem der Gewindeabschnitt der Schraube (302) in den distalen Gewindeabschnitt des Stabes eingreift.
Endoskopisches Instrument nach Anspruch 12, bei welchem das zylindrische Element ein im Wesentlichen steifes hohles Rohr (340) aufweist, durch welches der Stab verläuft, und die Betätigungseinrichtung eine Einrichtung zum Bewegen des hohlen Rohres über den ersten und den zweiten Endeffektor aufweist.
Endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei welchem jeder der Arme der Endeffektoranordnung in einer distalen Spannbackenschale (46a, 46b) endet und das zylindrische Element eine scharfe distale Kante (42) besitzt.