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1. Erfindungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft endoskopische Chirurgieinstrumente. Insbesondere
betrifft die Erfindung superelastische Klemmbackenanordnungen für endoskopische
Instrumente für
Mehrfachproben.
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2. Stand der
Technik
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Endoskopische
Biopsieentnahmen werden typischerweise mit einem Endoskop und einer
endoskopischen Biopsiezangenvorrichtung (Bioptom) ausgeführt. Das
Endoskop ist ein langes, flexibles Rohr, welches Faseroptiken trägt und ein
schmales Lumen aufweist, durch welches das Bioptom eingeführt wird.
Das Bioptom beinhaltet typischerweise eine lange, flexible Spirale,
welche ein Paar von gegenüberliegenden
Klemmbacken am distalen Ende und manuelle Betätigungsmittel am proximalen
Ende aufweist. Eine Manipulation der Betätigungsmittel öffnet und
schließt
die Klemmbacken. Während
der Biopsiegewebeprobeentnahme führt
der Chirurg das Endoskop zu dem Biopsieort, während er den Biopsieort durch
die Faseroptiken des Endoskops betrachtet. Das Bioptom wird durch
das schmale Lumen des Endoskops eingeführt, bis die gegenüberliegenden
Klemmbacken am Biopsieort angelangen. Während des Betrachtens des Biopsieorts
durch die Faseroptiken des Endoskops positioniert der Chirurg die
Klemmbacken um ein Gewebe, welches zu entnehmen ist und manipuliert
die Betätigungsmittel,
so dass die Klemmbacken sich um das Gewebe schließen. Eine
Probe des Gewebes wird dann von dem Biopsieort geschnitten und/oder
weggerissen, während sie
zwischen den Klemmbacken des Bioptoms eingeschlossen ist. Die Klemmbacken
geschlossen haltend, zieht der Chirurg das Bioptom von dem Endoskop
zurück
und öffnet
dann die Klemmbacken, um die Biopsiegewebeprobe zu sammeln.
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Ein
Biopsiegewebeprobenentnahmevorgang erfordert es oft, dass mehrere
Gewebeproben entweder von der gleichen oder von verschiedenen Biopsieorten
entnommen werden. Nachteilig ist, dass die meisten Bioptome darauf
beschränkt sind,
eine einzelne Gewebeprobe zu entnehmen, wonach die Vorrichtung aus
dem Endoskop herausgezogen und das Gewebe gesammelt werden muss,
bevor die Vorrichtung wieder verwendet werden kann, um eine zweite Gewebeprobe
zu entnehmen. Die Beschränkung
auf eine einzelne Probe der meisten Bioptomen liegt in dem begrenzten
Raum zwischen den Biopsieklemmbackenzangen begründet. Verschiedene Ansätze sind
gemacht worden, um ein Instrument bereitzustellen, welches die Entnahme
von mehreren Gewebeproben ermöglicht,
bevor das Instrument entnommen und die Proben gesammelt werden müssen. Probleme
bei der Bereitstellung eines solchen Instruments beinhalten die
außerordentlich
kleine Größe, die
durch das schmale Lumen des Endoskops erforderlich ist und die Tatsache,
dass das Instrument flexibel sein muss, um durch das Lumen des Endoskops
eingeführt
zu werden. Folglich sind verschiedene bekannte Biopsieinstrumente
für Mehrfachproben von
der Verwendung mit einem Endoskop aufgrund ihrer Größe und Steifigkeit
ausgeschlossen. Dies beinhaltet die Instrumente nach „Stanz-
und Saugart", welche
in den US-Patenten 3,989,033 von Halpern et al. und 4,522,206 von
Whipple et al. offenbart sind. Beide diese Vorrichtungen haben ein
hohles Rohr, mit einer Stanze am distalen Ende und eine Vakuumquelle,
die mit dem proximalen Ende gekoppelt ist. Eine Gewebeprobe wird
mit der Stanze geschnitten und von dem Biopsieort durch das hohle
Rohr weggesaugt. Es wird allgemein anerkannt, dass das Wegsaugen
von Gewebeproben durch ein langes, schmales flexibles Bioptom nahezu
unmöglich
ist.
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Die
ebenfalls anhängige
Anmeldung US-Patent 5,542,432 offenbart ein endoskopisches Bioptom
für Mehrfachproben,
welches es ermöglicht, dass
mehrere Proben genommen werden, bevor das Bioptom aus dem Endoskop
entfernt wird. Das Mehrfachproben-Bioptom beinhaltet ein hohles äußeres Element
und ein axial verschiebbares inneres Element, welches sich dort
hindurch erstreckt. Die proximalen Enden des äußeren und inneren Elementes sind
mit einem Aktuator gekoppelt zur axialen Verschiebung des einen
relativ zu dem anderen. Das distale Ende des anderen Elements ist
mit einem Zylinder, der eine scharfe distale Kante aufweist, oder einer
Klemmbackenanordnung gekoppelt, wohingegen das distale des inneren
Elements mit dem entsprechend anderen gekoppelt ist. Die Klemmbackenanordnung
beinhaltet ein Paar von gegenüberliegenden,
vorzugsweise gezahnten Klemmbackentassen, von denen jede über einen
federnden Arm mit einem Basiselement gekoppelt ist. Die Arme sind
gebogen, um die Klemmbacken voneinander weg zu drücken. Das
Basiselement ist innerhalb des Zylinders montiert und eine axiale
Bewegung der Klemmbackenanordnung und des Zylinders relativ zueinander
zieht die Arme in den Zylinder (oder erstreckt den Zylinder über die
Arme) und bringt die Klemmbackentassen in einer beißenden Wirkung
zusammen. Auf diese Weise können
mehrere Proben von einem Patienten genommen und innerhalb der Klemmbackenanordnung gespeichert
werden, bevor es erforderlich wird, das Bioptom aus dem Patienten
zu entfernen.
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Eine
Gruppe von Legierungen, die bekannt ist, ungewöhnliche elastische und flexible
Eigenschaften aufzuweisen, wurde kürzlich dafür identifiziert, nützliche
praktische Anwendungen aufzuweisen. Diese Legierungen zeigen insbesondere
etwas, was Formgedächtniseffekt
genannt wird. Dieser Effekt sorgt dafür, dass eine solche Legierung
aus ihrem Originalzustand bei einer Temperatur plastisch verformbar
ist und vollständig
ihre Originalform wiederherstellen wird, wenn sie auf eine höhere Temperatur
angehoben wird. In der Wiederherstellung ihrer Formen können diese
Legierungen eine Verschiebung oder eine Kraft, oder eine Kombination
als eine Funktion der Temperatur erzeugen. Aufgrund dieser einzigartigen
atomaren Struktur, die erforderlich ist, damit der Formgedächtniseffekt
stattfindet, weisen diese Legierungen andere Eigenschaften ebenso auf,
wie Superelastizität
oder Pseudoelastizität.
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Die
Art der Transformation, welche in der Formgedächtnislegierung auftritt, ist
bekannt als martensitische Transformation und ändert das Material aus einer
Hochtemperaturform, welche Austenit genannt wird, zu einer Tieftemperaturform,
welche Martensit genannt wird. Für
eine vorgegebene Formgedächtnislegierung
tritt die Transformation zwischen Martensitform und Austenitform
bei einer vorhersagbaren Temperatur auf, welche als die Transformationstemperatur
bekannt ist.
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Damit
eine Legierung den Formgedächtniseffekt
aufweist, muss sie zuerst bei Raumtemperatur in die Form gebogen
werden, welche zu „erinnern" ist. Die Legierung
wird dann erwärmt,
bis sie eine Hochtemperaturkonfiguration annimmt, welche die Beta-
oder Elternphase genannt wird, worin die Kristallstruktur des Metalls
ihre Austenitform annimmt, welche sie „erinnern" wird. Als nächstes wird die Legierung schnell
herabgekühlt,
so dass die Atome in der Legierung sich selbst in die Kristallform
des Martensits zurückanordnen.
Die Legierung kann dann in eine neue Form gebogen werden, welche
sie so lange beibehalten wird, wie die Temperatur unterhalb der
Transformationstemperatur bleibt. Wenn die Legierung nachfolgend
wieder erwärmt
wird über
ihre Transformationstemperatur, so dass die molekulare Legierungsstruktur
zur Austenitform zurückkehrt, wird
sie ihre zuvor erinnerte Form wieder einnehmen. Formgedächtnislegierungen
zeigen signifikant erhöhte
Elastizität
relativ zu ihren nicht-superelastischen Gegenstücken, weil die Atome des Gedächtnismetalls
zurück
und vorwärts
zwischen Martensit und Austenitform wechseln und nicht in neue Fehlstellenkonfigurationen
rutschen, wie es der Fall bei normalen Metallen ist.
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Nützliche
temperaturunabhängige
Eigenschaften weisen Formgedächtnislegierungen
auch auf. In einer Legierung, welche eine Beta-Phase aufweist, die
geeignet ist, unter Spannung Martensit zu bilden, kann man eine
ungewöhnliche
elastische Eigenschaft beobachten, welche Superelastizität oder Pseudoelastizität genannt
wird. In einer typischen Legierung mit dieser Eigenschaft weist
das Metall normale elastische Eigenschaften unter Spannung auf (d.h.,
es wird in einigen Abmessungen länger), bis
die kritische Spannung erreicht ist, bei der sich die molekularen
Martensitstrukturen zu bilden. Mit weiterer Spannung setzt die Probe
fort sich zu verlängern, als
wenn sie plastisch verformt würde.
Wenn die Spannung entfernt wird, kehrt die Martensitstruktur zu
der Elternphase, oder Austenitstruktur, zurück und das Metall zieht sich
zu seinen ursprünglichen
Abmessungen zusammen und zeigt keine permanente Verformung.
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Derzeit
ist die Anwendungen von Formgedächtnismaterialien
in medizinischen Apparaten sehr beschränkt. US-Patent 4,925,445 von
Sakamoto et al. offenbart einen Führungsdraht für einen
Katheter, worin der Führungsdraht
einen steifen Körper
und ein flexibles, distales Ende, das aus einer Formgedächtnismetalllegierung
mit den zuvor beschriebenen superelastischen Eigenschaften hergestellt
ist, aufweist. Das distale Ende des Drahtes ist zurückgebogen,
so dass eine blunt vordere Spitze ausgebildet ist. Mit einem superelastischen
distalen Ende kann der Führungsdraht
durch das Blutgefäß eines
Patienten geführt
werden ohne das Risiko, die Spitze des Drahtes permanent zu deformieren,
was in dem Aufreißen
der Blutgefäßwand oder
der Fehlführung
des Drahtes resultieren könnte.
US-Patent 5,254,130
von Poncet et al. verwendet in ähnlicher
Weise eine Formge dächtnislegierung
als eine Druckstange und Steuermittel zum Steuern einer distalen
Zange und befestigten Endeffektoren. Wenn die Druckstange nach außerhalb
des Gehäuses
erstreckt wird, wo sie vor der Entfaltung gehalten ist, nimmt die
Druckstange eine erinnerte Konfiguration relativ zu dem geraden
Gehäuse
an und steuert dadurch die Endeffektoren zu einer gewünschten
Position. Andere als die Steuerfunktionen, offenbart in der Sakamoto
et al. und Poncet et al-Patenten, wurden jedoch für die Superelastizität der Formgedächtnislegierungen
in medizinischen Apparaten nach dem Stand der Technik nicht verwendet.
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US 5,172,700 offenbart eine
Biopsievorrichtung, welche einen länglichen, flexiblen Festwandrohrkatheter
beinhaltet, der aus einem Kunststoffextrusionsprofil geformt ist.
Ein Steuerungsdraht erstreckt sich durch den Katheter und ist an
seinem proximalen Ende mit einem Betätigungsmittel verbunden, mittels
dessen der Arzt an dem Draht ziehen oder drücken kann. Das distale Ende
der Vorrichtung trägt
ein Paar von Klemmbacken, von denen jede an ihrem Ende eine scharfe,
mit Rand versehene Tasse aufweist, so dass, wenn die Klemmbacken
zusammengebracht werden, sie eine Gewebeprobe schneiden und zurückhalten
können.
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WO95/07662
offenbart ein endoskopisches Chirurgieinstrument mit geführten Klemmbacken
und Raststeuerung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
wird ein endoskopisches Instrument bereitgestellt mit proximalen
und distalen Abschnitten, das Folgendes umfasst:
- a)
ein hohles Röhrenelement
mit einem proximalen und einem distalen Ende;
- b) einen ersten und einen zweiten Endeffektor, die jeweils Arme
haben, die voneinander weg vorgespannt sind, wobei jeder der genannten
Arme mit dem genannten distalen Ende des genannten hohlen Röhrenelements
verbunden ist;
- c) ein zylindrisches Element, das gleitend über dem genannten distalen
Ende des genannten hohlen Röhrenelements
angeordnet ist;
- d) ein Steuermittel mit einem proximalen Ende und einem distalen
Ende, wobei das genannte Steuermittel durch das genannte hohle Element verläuft, und
- e) ein Verbindungsmittel zum Verbinden des genannten distalen
Endes des genannten Steuermittels mit dem genannten zylindrischen
Element, damit sich das genannte zylindrische Element relativ zu
dem genannten ersten und zweiten Endeffektor bewegt, um das genannte
zylindrische Element zu veranlassen, sich an einer ersten Position über wenigstens
einen Abschnitt des genannten ersten und zweiten Endeffektors zu
erstrecken, um die genannten Arme des genannten ersten und zweiten
Endeffektors zueinander hin zu drängen, damit sie eine relativ
geschlossene Position einnehmen, und an einer zweiten Position den
genannten ersten und zweiten Endeffektor sich voneinander weg bewegen
zu lassen, damit sie eine relativ offene Position einnehmen;
wobei
das genannte Verbindungsmittel ein Scheibensegment beinhaltet, das
mit dem genannten distalen Ende des genannten Steuermittels verbunden
ist, wobei das genannte Scheibensegment mit dem genannten zylindrischen
Element über
eine Quetschung in dem genannten zylindrischen Element verbunden
ist.
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Die
proximalen Enden der vorzugsweise federnden Arme können abgewinkelte
Abschnitte beinhalten, wohingegen die distalen Enden mit Endeffektorklemmbackentassen
enden können,
welche vorzugsweise aus einem superelastischen Metall ausgebildet
sind. Die vorzugsweise federnden Arme können die Klemmbacken voneinander
wegdrücken. Da
die vorzugsweise federnden Arme aus einer superelastischen Legierung
geformt werden können, können sie
sehr hohe Elastizität
und Haltbarkeit selbst nach zahlreichen Benutzungen aufweisen. Die Klemmbackenanordnung
kann Arme beinhalten, welche Montagelöcher und Tassen aufweisen,
die radial angeordnete Zähne
und Schließnocken
aufweist. Die Klemmbackenanordnung kann Arme beinhalten, welche
proximal halbzylindrische Abschnitte mit sich distal erstreckenden
Laschen aufweist. Verschiedene Arten von Befestigungsschrauben werden
bereitgestellt zum Koppeln der proximalen Enden der Arme der Klemmbacken
an den distalen Ende des Röhrenelements.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist das Röhrenelement
eine flexible Spirale und der proximale Abschnitt von jedem Arm ist
innerhalb des distalen Endes des Röhrenelements mittels einer
Gewindeschraube und Unterlegescheibe (oder Haltehülse) befestigt,
welche in die Spirale geschraubt ist. Das distale Ende des Drahtes
ist mit einem Zylinder gekoppelt, der vorzugsweise mit einer messerscharfen
distalen Kante versehen ist. Verschiedene Beispiele zum Koppeln
des distalen Endes des Drahtes mit dem Zylinder werden offenbart. Die
proximalen Enden der Spirale und des Drahtes sind mit manuellen
Betätigungsmitteln
zum axialen Verschieben einer der Spirale und des Drahts relativ zu
dem anderen gekoppelt. Eine axiale Bewegung des Drahtes relativ
zu der Spirale bewegt den Zylinder über die Arme und die Endeffektoren
und über die
Hälse der
Klemmbackentassen, dadurch die Klemmbackentassen in einer Beißwirkung
zusammendrückend.
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Das
Mehrfachproben-Bioptom des laparoskopischen Typs kann mit einer
superelastischen Klemmbackenanordnung versehen sein. Das Bioptom
des laparoskopischen Typs kann mit einer verhältnismäßig steifen, hohlen Röhre versehen
sein und einer verhältnismäßig steifen
Stange, welche sich dorthin durch erstreckt. Das distale Ende der Stange
kann mit der Klemmbackenanordnung, welche zuvor beschrieben wurde,
gekoppelt sein, und das distale Ende der Röhre kann mit einer messerscharfen
Kante versehen sein, ähnlich
zu der Zylinderkante, die zuvor beschrieben wurde. Das proximale
Ende der Stange kann mit einem fixierten Abschnitt eines Handgriffs
gekoppelt sein und das proximale Ende der Röhre kann mit einem beweglichen Hebelabschnitt
des Handgriffs gekoppelt sein. Eine Bewegung des Hebels des Handgriffs
resultiert in einer longitudinalen Bewegung der Röhre relativ
zu der Stange und bewirkt ein Schließen der Klemmbacken, wir zuvor
beschrieben.
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Zusätzliche
Ziele und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann unter Bezug
auf die detaillierte Beschreibung, in Verbindung mit den anhängenden
Figuren, ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine teilgeschnittene Seitenansicht des proximalen Endes eines endoskopischen
Instruments;
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1a ist
eine Draufsicht eines Zwillingsteils einer zweiteiligen Spule;
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1b ist
eine Seitenansicht des einen Teils der zweiteiligen Spule;
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1c ist
eine proximale Endansicht des einen Teils der zweiteiligen Spule;
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1d ist
eine distale Endansicht des einen Teils der zweiteiligen Spule;
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1e ist
ein gebrochener, schematischer Schnitt, der eine Blattfeder darstellt,
die zwei Teile der zweiteiligen Spule verriegelt;
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2 ist
eine vergrößerte, transparente
Seitenansicht des distalen Endes eines Endoskopieinstruments mit
geöffneten
Klemmbacken;
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3 ist
eine vergrößerte Explosionsseitenansicht
des distalen Endes eines endoskopischen Instruments;
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4a und 4b sind
entsprechend eine Frontalansicht der Gewindeschraube und eine Frontalansicht
der Unterlegscheibe der 3;
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4c ist
eine quergeschnittene Ansicht entlang der Linie C-C der Arme der
Klemmbackenanordnung, die in 3 gezeigt
ist;
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5 ist
eine vergrößerte, transparente
Seitenansicht des distalen Endes eines endoskopischen Instruments
mit geschlossenen Klemmbacken;
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6 ist
eine vergrößerte, transparente Draufsicht
des distalen Endes eines endoskopischen Instruments;
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7a bis 7e sind
vergrößerte, transparente
Seitenansichten des distalen Endes eines endoskopischen Instruments,
welche eine Abfolge von Biopsieprobenentnahmevorgängen zeigt;
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7f bis 7h sind
Ansichten ähnlich
zu 6, welche den Schneidvorgang der messerscharfen
distalen Kante des Zylinders zeigen;
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8a ist
eine vergrößerte, gebrochene
Seitenansicht eines unterschiedlichen Beispiels einer Steuerungsdrahtkopplung
zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung;
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8b ist
eine quergeschnittene Ansicht entlang der Linie B-B in 10a;
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9a ist
eine Ansicht ähnlich
zu 8a aber mit noch einem anderen Beispiel einer
Steuerungsdrahtkopplung zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung;
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9b ist
eine quergeschnittene Ansicht entlang der Linie B-B der 9a;
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10 ist
eine gebrochene, teilgeschnittene Seitenansicht eines endoskopischen
Instruments;
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10a ist eine vergrößerte, transparente Seitenansicht
der Klemmbackenanordnung zur Druckstange und äußeren Rohrkopplung des endoskopischen
Instruments der 10 mit geöffneten Klemmbacken;
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11 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines anderen Beispiels zur
Befestigung von Klemmbacken an dem distalen Ende einer Spirale;
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11a ist eine geschnittene Ansicht entlang der
Linie 11a-11a in 11;
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11b ist eine Ansicht ähnlich zu 11, wobei
die Klemmbacken mit dem distalen Ende der Spirale gekoppelt sind;
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12 ist
eine vergrößerte Explosionsseitenansicht
der Befestigung der Klemmbacken an dem distalen Ende einer Spirale;
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12a ist eine gebrochene, perspektivische Ansicht
eines Klemmbackenarms gemäß 12;
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12b ist eine gebrochene Seitenansicht der 12 in
einem teilweise montierten Zustand;
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12c ist eine geschnittene Ansicht entlang der
Linie 12c-12c in 12b;
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13 ist
eine Explosionsseitenansicht der befestigten Klemmbacken am distalen
Ende einer Spirale;
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13a ist eine vergrößerte distale Endansicht der
Schraube in 13;
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13b ist eine reduzierte, teilweise transparente
Seitenansicht der 13, wie montiert vor der Befestigung
des distalen Endes einer Spirale;
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14 ist
eine vergrößerte Seitenansicht der
Kopplung einer zylindrischen Hülse
am distalen Ende eines Steuerungsdrahts gemäß der vorliegenden Erfindung;
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14a ist eine Draufsicht der 13 gemäß der vorliegenden
Erfindung und
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14b ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang
der Linie 13b-13b der 13.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-FORMEN
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Bezug
nehmend nun auf die 1 bis 6 ist das
Mehrfachproben-Bioptom mit der superelastischen, flexiblen Klemmbackenanordnung
gezeigt und beinhaltet einen proximalen Handgriffabschnitt 12 und
einen distalen Endeffektorabschnitt 14. Eine lange, flexible
Spirale 16 und ein axial verschiebbarer Steuerungsdraht 18,
der sich durch die Spirale 16 erstreckt, koppelt den Handgriffabschnitt 12 mit
dem Endeffektorabschnitt 14. Die Spirale 16 ist
vorzugsweise mit einer PTFE-, FEP- oder Polyolefinhülle 15 entlang
im Wesentlichen ihrer gesamten Länge
bedeckt und eine Dehnungsentlastungshülse 17 bedeckt einen
Abschnitt der Spirale, welcher sich von dem Handgriff 12 erstreckt.
Die Spirale 16 ist naturgemäß wirksam innen gewunden und
kann eine Schraube mit entsprechenden Gewinden an ihrem offenen
distalen Ende 16a aufnehmen, welches vorzugsweise flach
geschliffen 16b ist, wie in weiterem Detail unten beschrieben.
Der Steuerungsdraht 18 ist vorzugsweise flexibel, aber
longitudinal unelastisch und wird idealerweise aus 304 Stahl
hergestellt und mit einem äußeren Durchmesser
von 0,043cm bis 0,045cm (0,017–0,018
Zoll) versehen. Der proximate Handgriffabschnitt 12 beinhaltet
einen zentralen Schaft 20 und eine verschiebbare Spule 22.
Das proximale Ende des Schaftes 20 ist mit einem Daumenring 24 versehen
und eine longitudinale Bohrung 26 ist am distalen Ende
des Schaftes 20 bereitgestellt. Ein longitudinaler Schlitz 28 erstreckt
sich vom proximalen Ende der Bohrung 26 zu einem Punkt
distal des Daumenrings 24. Die verschiebliche Spule 22 ist mit
einem Kreuzelement 30 versehen, welches durch den Schlitz 28 in
dem zentralen Schaft 20 läuft. Das Kreuzelement 30 ist
mit einem zentralen Durch gangsloch 32 und einer radial
eingreifenden Madenschraube 34 versehen. Eine kurze Bohrung 26 und eine
radial eingreifende Madenschraube 38 sind in dem Schaft 20 distal
von dem Daumenring 24 bereitgestellt, wobei die Bohrung 36 mit
dem longitudinalen Schlitz 28 kommuniziert. Das proximale
Ende der Spirale 16 erstreckt sich in das zentrale Durchgangsloch 32 in
dem Kreuzelement 30 und ist dort mittels der Madenschraube 34 fixiert.
Das proximale Ende des Steuerungsdrahts 18 läuft durch
den Schlitz 28, ist in die kurze Bohrung 36 eingesetzt
und wird dort durch die Madenschraube 38 gehalten. Aus
dem Vorhergehenden wird der Fachmann erkennen, dass eine relative
Bewegung des Schaftes 20 und der Spule 22 in einer
Bewegung des Steuerungsdrahts relativ zu der Spirale 16 resultiert.
Eine solche Wirkung resultiert in einer Betätigung der Endeffektoren, wie
im Detail im Folgenden beschrieben.
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Eine
zwillingsartig aufgebaute, zweiteilige, zusammenschnappbare Spule,
kann verwendet werden. Die 1a bis 1e illustrieren
die grundsätzlichen
Eigenschaften von jedem Teil 222a (222b) einer
zusammenschnappbaren Spule. Zwei identische Zwillingsteile 222a (222b)
stellen jeweils eine Hälfte der
Spule dar. Jedes Teil 222a (222b) ist im Wesentlichen
halbzylindrisch mit einem spulenförmigen, äußeren Profil. Ein Spiralzusammenwirkungselement 224a (224b)
erstreckt sich radial einwärts
innerhalb einer halbzylindrischen Vertiefung 226a (226b),
welche sich von der gesamten Länge
des Teils 222a (222b) erstreckt. Jedes Teil 222a (222b)
ist mit einem Paar von diametral gegenüberliegenden Verriegelungslaschen 228a (228b), 230a (230b)
und einem Paar von diametral gegenüberliegenden Laschenaufnahmeschlitzen 232a (232b), 234a (234b)
versehen. Zusätzlich
ist jedes Teil 222a (222b) mit einem Paar von
diametral gegenüberliegenden
Führungsstiften 236a (236b), 238a (238b)
und einem Paar von diametral gegenüberliegenden Stiftaufnahmelöchern 240a (240b), 242a (242b)
versehen. Aus dem Vorhergehenden wird erkannt werden, dass, wenn
die zwei Teile 222a, 222b montiert werden, die
Führungsstifte 236a, 238a auf
dem Teil 222a in die Stiftaufnahmelöcher 240b, 242b,
entsprechend, am Teil 222b eintre ten; und die Verriegelungslaschen 228a, 230a an
dem Teil 222a in die Laschenaufnahmeschlitze 232b, 234b,
entsprechend am Teil 232b eintreten. In gleicher Weise
treten die Führungsstifte 236b, 238b am
Teil 222b in die Stiftaufnahmelöcher 240a, 242a,
entsprechend, am Teil 222a ein; und die Verriegelungslaschen 228b, 230b am
Teil 222b treten in die Laschenaufnahmeschlitze 232a, 234a, entsprechend,
am Teil 222a ein. Vor dem Zusammenschnappen der Teile wird
das proximale Ende der Spirale 16 (1) mit einem
Crimpband (nicht gezeigt) an seinem Ende zwischen den Spiraleingriffselementen 224a, 224b platziert.
Wenn die Teile 222a, 222b montiert werden, halten
die entsprechenden Spiraleneingriffselemente 224a, 224b das
proximale Ende der Spirale sicher.
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Die
Laschenaufnahmeschlitze der zweiteiligen Spule können mit Blattfedern versehen
sein, um zu verhindern, dass die zwei Teile auseinanderkommen. 1e stellt
die Blattfedern schematisch mit Bezug zu den Laschen 228a am
Teil 222a dar, wie sie in den Schlitz 232b am
Teil 222b eingreift. Wie ersichtlich in 1e ist
der Schlitz 232b teilweise mittels eines daran hängenden
Arms 233b verschlossen, welcher wie eine Blattfeder wirkt,
wenn er durch die Lasche 228a gegriffen wird, wenn diese
in den Schlitz 232b eintritt. Nachdem die Lasche 228a in den
Schlitz 232b eingetreten ist, wird der Arm 233b verhindern,
dass die Lasche 228a aus dem Schlitz 232b herausgehoben
wird.
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Bezug
nehmend nun auf die 2 bis 6 beinhalten
die Endeffektorabschnitte 14 eine zylindrische Hülse 40,
vorzugsweise mit einer messerscharfen, distalen Kante 42,
und eine Klemmbackenanordnung 44. Die Klemmbackenanordnung 44 beinhaltet ein
Paar von Endeffektoren 44a, 44b, eine Schraube 102 und
eine Unterlegscheibe oder Haltehülse 104. Jeder
Endeffektor 44a, 44b beinhaltet eine Klemmbackentasse 46a, 46b,
welche vorzugsweise einen messerscharfen Rand 48a, 48b (oder
radial angeordnete Zähne,
wie im Detail im Folgenden beschrieben) aufweist, und einen federnden,
vorzugsweise schmalen Arm 50a, 50b, der sich proximal
von der Klemmbackentasse 46a, 46b erstreckt. Der
schmale Arm 50a, 50b beinhaltet an seinem proximalen
Ende 51a, 51b vorzugsweise einen scharf abfallenden,
abgewinkelten Abschnitt 52a, 52b und einen sanft
abgewinkelten Abschnitt 53a, 53b. Zumindest der
sanft abgewinkelte Abschnitt 53a, 53b der Arme 50a, 50b und
vorzugsweise der gesamte Arm 50a, 50b sind aus
superelastischem Gedächtnismetall
geformt, wie Nitinol (eine Nickel-Titan-Legierung) und sind von einander
weg vorgespannt (aufgrund der abgewinkelten Abschnitte 53a, 53b der
Arme 50a, 50b, dadurch die Klemmbackentassen 46a, 46b voneinander
weg drückend
(wie gezeigt in 2). Zusätzlich sind, da die Arme 50a, 50b und
die Klemmbacken 46a, 46b vorzugsweise integral
miteinander sind, die Klemmbacken vorzugsweise aus einem superelastischen
oder Formmetall aus gebildet. Jedoch sollte erkannt werden, während es
bevorzugt ist, den gesamten Arm und die Klemmbacke aus einem superelastischen
oder Formgedächtnismetall
zu formen, die Klemmbackentassen 46a, 46b und
die proximalen Enden 51a–b der Klemmbacken 44 aus
jedem anderen Material hergestellt werden können und an den federnden Armen 50a, 50b mittels
konventioneller und geeigneter Mittel befestigt werden können.
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Das
proximale Ende 51a, 51b von jedem Arm 50a, 50b kann
mit dem distalen Ende 16a der Spirale 16 mittels
Crimpen/Verriegeln mit einer hohlen Gewindeschraube 102 und
einer Unterlegscheibe 104 gekoppelt sein, wie am besten
in den 3 und 4 dargestellt.
Die Gewindeschraube 102 ist im Wesentlichen zylindrisch
und beinhaltet grundsätzlich
einen Kopfabschnitt 106, einen Gewindeabschnitt 108 und
eine zylindrische Durchgangsbohrung 110 entlang ihrer zentralen
Achse. Die Durchgangsbohrung 110 ist so bemessen, dass
sie den Steuerungsdraht 18 aufnehmen kann und eine seitliche
Bewegung desselben ermöglicht.
Das distale Ende 112 des Kopfabschnitts 106 hat
einen Durchmesser, der im Wesentlichen demjenigen des äußeren Durchmessers
der Spirale 16 entspricht und ist mit zwei gegenüberliegenden
Nuten 114a, 114b (siehe 4a) am äußeren Umfang
des distalen Endes 112 des Kopfabschnitts 106 versehen.
Die Nuten 114a, 114b sind so bemessen, dass sie
den abgewinkelten Abschnitt 52a, 52b am proximalen
Ende 51a, 51b von jedem der schmalen Arme 50a, 50b aufnehmen.
Das proximale Ende 116 des Kopfabschnitts 106 ist
als abgestumpfter Konus (d.h. kegelstumpfförmig) geformt und hat einen
größeren Durchmesser 118b am
distalen Ende 112 des Kopfabschnitts 106 und einen
kleineren Durchmesser 118a am distalen Ende 120 des Gewindeabschnitts 108.
Der Gewindeabschnitt 108 hat einen Durchmesser, der im
Wesentlichen dem inneren Durchmesser der Spirale 16 entspricht
und das proximale Ende 122 des Gewindeabschnitts 108 beinhaltet
Gewinde 124 zum verriegelnden Zusammenwirken mit dem Inneren
des distalen Endes 16a der Spirale 16.
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Die
Unterlegscheibe 104 ist im Wesentlichen zylindrisch und
beinhaltet grund sätzlich
eine Durchgangsbohrung 126, welche proximale 128 und
distale 130 Abschnitte aufweist. Der distale Abschnitt 128 der
Durchgangsbohrung 126 ist als abgestumpfter Konus geformt
und der proximale Abschnitt 130 erstreckt sich davon. Es
wird erkannt werden, dass die Durchgangsbohrung 126 der
Unterleg scheibe 104 im Wesentlichen die gleiche Konfiguration
wie das proximale Ende 116 des Kopfabschnitts 106 der
Schraube 102 und das distale Ende 120 des Gewindeabschnitts 108 der
Schraube 102 aufweist. Es wird nun verstanden werden, dass
die Durchgangsbohrung 126 der Unterlegscheibe 104 bemessen
ist, um mit dem proximalen Ende 116 des Kopfabschnitts 106 der
Schraube 102 und dem distalen Ende 125 des Gewindeabschnitts 108 der
Schraube 102 zusammenzuwirken, wenn die gestuften 52a, 52b proximalen
Enden 51a, 51b der schmalen Arme 50a, 50b über die
Nuten 114a–b
der Gewindeschraube 102 positioniert sind, wie zuvor beschrieben.
Das proximale Ende 120 des Gewindeabschnitts 108 der
Gewindeschraube 102 wird dann in das Innere des distalen
Endes 16a der Spirale 16 geschraubt. Wie in den 2 und 3 ersichtlich,
wird die Unterlegscheibe 104 zwischen dem Kopfabschnitt 106 der Gewindeschraube 102 und
dem distalen Ende 16a der Spirale 16 befestigt.
Die gestuften 52a, 52b proximalen Enden 51a, 51b der
schmalen Arme 50a, 50b werden folglich zwischen
der Unterlegscheibe 104 und der Gewindeschraube 102 befestigt.
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Wie
aus 4c ersichtlich, haben die bevorzugten Endeffektorarme 50a, 50b eine
im Wesentlichen gebogene Form im Querschnitt mit inneren und äußeren gekrümmten Wänden 55a, 55b, 56a, 56b. Es
wird erkannt werden, dass die gebogene Form der Arme die Länge der
schmalen Arme von den Klemmbacken 44a, 44b zurück zu den
abgewinkelten proximalen Abschnitten 52a, 52b erstreckt.
Mit dieser Anordnung wird das Rohr 40 einfach über die
Arme gleiten, wie hierauf folgend beschrieben. Zusätzlich wirken
die abgewinkelten proximalen Abschnitte 52a, 52b der
Klemmbacken 44a, 44b passend mit den Nuten 114a, 114b (siehe 4a)
am äußeren Umfang des
distalen Endes 112 des Kopfabschnitts 106 der Gewindeschraube 102 zusammen.
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Bezug
nehmend auf die 2, 5 und 6 wird
erkannt werden, dass die zylindrische Hülse 40 mit dem distalen
Ende des Steuerungsdrahts 18 gekoppelt ist, indem die Hülse 40 mit
einem seitlichen Loch 45 versehen ist, welches mit einem gebogenen
Ende 18a des Steuerungsdrahts 18 zusammenwirkt.
Wie abgebildet, ist das gebogene Ende 18a des Steuerungsdrahts 18 mit
dem Loch 45 in der Seite der Hülse 40 verschweißt. Jedoch,
wie im Detail hierauf folgend beschrieben, sind andere Verfahren
zum Koppeln des Steuerungsdrahts mit der Hülse möglich. Die zylindrische Hülse 40 ist
verschieblich über
die zylindrische Unter legscheibe 104 und den Kopfabschnitt
der Gewindeschraube 102 montiert und ist axial über die
gebogenen, federnden Arme 50a, 50b bewegbar, dadurch
die Arme an den sanft gebogenen Stellen 53a, 53b biegend
und die Klemmbacken 46a, 46b schließend, wie
gezeigt in 5. Da die federnden Arme 50a, 50b aus
superelastischem Metall hergestellt sind, werden sie unverzüglich in
ihre ursprünglich
offene Position (2) zurückkehren, sobald die zylindrische
Hülse 40 zurückgezogen
wird. Des Weiteren wird, selbst nach wiederholtem Verschieben der
zylindrischen Hülse 40 zurück und vorwärts über die
Arme 50a, 50b, die Klemmbackenanordnung 44 ihre
originale Form aufgrund der zuvor beschriebenen Eigenschaften des superelastischen
Metalls beibehalten.
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Wie
in 6 ersichtlich, haben die Klemmbackentassen 46a, 46b eine
exzentrische, wenngleich symmetrische Außenkontur, wobei ihr breitester
Punkt durch die Linie 47 angezeigt ist. Distal von der
Linie 47 sind die Klemmbackentassen im Wesentlichen halbkugelförmig und
proximal der Linie 47 sind die Klemmbackentassen im Wesentlichen
halbelliptisch. Die Klemmbackentassen sind so angeordnet, dass die
Ränder
im Wesentlichen ausgerichtet sind, wenn sie geschlossen ist, wie
in 5 gezeigt. Es wird auch aus den 5 und 6 erkannt
werden, dass die Seitenwände 57, 57b, 59a, 59b der Klemmbackentassen 46a, 46b in
Richtung der Arme 50a, 50b sich verjüngen, um
einen sanften Übergang von
den Klemmbackentassen zu den Armen bereitzustellen.
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Aus
der vorhergehenden Beschreibung und mit Bezug auf die 1 bis 6 wird
der Fachmann erkennen, dass, wenn die Spule 22 und der Schaft 20 axial
relativ zueinander bewegt werden, die zylindrische Hülse 40 und
die Endeffektoren 44a, 44b in gleicher Weise axial
relativ zueinander bewegt werden, aus den in 2 gezeigten
Positionen zu den in 5 gezeigten Positionen und umgekehrt. Wenn
die Spule 22 und der Schaft 20 in den angenäherten Positionen
sind, die in 1 gezeigt sind, werden die zylindrische
Hülse 40 und
die Endeffektoren 44a, 44b in der angenäherten Position
sein, die in 2 gezeigt ist; d.h. mit geöffneten
Klemmbacken. Folglich, wenn die Spule 22 in Richtung des Daumenrings 24 bewegt
wird, oder umgekehrt, werden die zylindrische Hülse 40 und die Endeffektoren 44a, 44b in
die angenäherte
Position gebracht, die in 4 gezeigt
ist; d.h. mit geschlossenen Klemmbacken. Des Weiteren wird auch
erkannt werden, dass es bevorzugt ist, den Daumenring 24 relativ
zu der Spule 22 zu bewegen, statt umgekehrt, da dies die zylindrische
Hülse 40 relativ
zu den Endeffektoren 44a, 44b bewegen wird, statt
umgekehrt. Dies ist wünschenswert,
damit die Endeffektoren nicht von einer Gewebeprobe wegbewegt werden,
während
die Klemmbacken geschlossen werden.
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Bezug
nehmend nun zu den 7a bis 7e wird
die Betätigung
des Mehrfachproben-Bioptoms schematisch in einer Abfolge dargestellt.
Wie in 7a ersichtlich, wird eine erste
Gewebeprobe genommen, indem die Klemmbackentassen 46a, 46b um
ein Gewebe 60 positioniert werden, welches zu entnehmen
ist. Der Handgriff 12 des Bioptoms 10 wird betätigt, wie
zuvor beschrieben, so dass die zylindrische Hülse 40 nach distal über die
schmalen Arme 50a, 50b der Klemmbackenanordnung 44 bewegt
wird, zu der in 7 näherungsweisen
gezeigten Position. Wenn die Hülse 40 in
diese Position bewegt wird, werden die Klemmbackentassen 46a, 46b nahe
zueinander gebracht und die scharfen Ränder 48a, 48b der
Klemmbackentassen 46a, 46b greifen das Gewebe 50 und
beißen
in dasselbe. Gleichzeitig, und wie ersichtlich mit Bezug zu den 7f-7h, trennt die messerscharfe Kante 42 der
Hülse 40 jegliches
Gewebe 60, welches sich von den lateralen Seiten der Klemmbackentassen 46a, 46b erstreckt. Eine
erste Probe 60a des Gewebes 60 wird dadurch zwischen
den Klemmbackentassen 46a, 46b eingeschlossen
und von dem Gewebe 60 getrennt. Es sollte erkannt werden,
dass während
dieser Biss genommen wird, die Spirale 16 nicht zur Dehnung
frei ist, da sie longitudinal steif durch die Schrumpfumwicklung oder
Hülle 15 gehalten
wird, welche sich vorzugsweise entlang der Länge der Spirale 16 erstreckt.
Wenn gewünscht,
kann ein Draht anstelle der geschrumpften Umwicklung oder Hülle verwendet
werden. Der Draht, welcher typischerweise flach wäre, würde an den
proximalen und distalen Enden der Spirale 16 befestigt
werden, um die Spirale unter Zug zu halten und sie daran zu hindern,
sich zu dehnen, wenn die Hülse
vorwärts
bewegt wird und ein Biss genommen wird.
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Mit
den Endeffektoren 44a, 44b in der etwa in 7b gezeigten
Position kann das Mehrfachproben-Bioptom 10 zu einem anderen
Gewebebereich zur Probeentnahme neu platziert werden. Der Handgriff 12 des
Bioptoms 10 wird bedient, wie zuvor beschrieben, so dass
die zylindrische Hülse 40 nach proximal über die
schmalen Arme 50a, 50b der Klemmbackenanordnung 44 etwa
zu der in 7c gezeigten Position bewegt
wird. Wenn die Hülse 40 in
diese Position bewegt wird, werden die Klemmbackentassen 46a, 46b voneinander
weggespannt durch die Elastizität
in den sanft gebogenen Abschnitten 53a, 53b ihrer
entsprechenden Arme 50a, 50b. Die Klemmbackentassen
können
dann um ein zweites Gewebe 61 zur Probeentnahme positioniert werden.
Die zuvor unter Bezugnahme auf die 7a und 7b beschriebene
Behandlung wird wiederholt. In diesem Fall drückt das Gewebe 61 jedoch, wenn
die Klemmbacken 46a, 46b in Position gebracht
werden, die erste Probe 60a nach proximal weg von den Klemmbackentassen 46a, 46b und
in den Raum zwischen den schmalen Armen 50a, 50b, wie
ersichtlich in 7c. Der Fachmann wird erkennen,
dass die Gewebeprobe 60a typischerweise gummiartig und
nachgiebig ist und an einem oder beiden der schmalen Arme 50a, 50b der
Endeffektoren 44a, 44b anhaften wird und sich
entlang dieser bewegen wird. Die Proben werden auch aneinander haften.
Nach der Entnahme einer Probe 61a von dem Gewebe 61 werden
beide Proben 60a und 61a sicher zwischen den schmalen
Armen 50a, 50b der Endeffektoren 44a, 44b eingeschlossen,
wie in 7d gezeigt. Die zuvor mit Bezugnahme
zu den 7a bis 7d beschriebene
Behandlung wird dann wiederholt wie in 7e angedeutet,
bis der Raum zwischen den Armen 50a, 50b mit Proben 60a, 61a,
etc. gefüllt
ist. Vier bis sechs Proben können
zwischen den Armen der Klemmbackenanordnung eingefangen werden.
Die derzeit bevorzugten Abmessungen der Endeffektoren sind etwa
1,14cm (0,45 Zoll) in der Länge
bei etwa 0,24cm (0,095 Zoll) in der Höhe.
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Die 7f–7h zeigen
eine Draufsicht der Abfolge der Betätigungen, die in den 7a und 7b in
Seitenansicht abgebildet sind. Aus der Draufsicht der 7f kann
erkannt werden, dass das Gewebe 60 sich über die
Seiten der Klemmbackentassen 46a, 46b erstreckt.
Die messerscharfe distale Kante 42 des Zylinders 40 trennt
das Gewebe 60, welches sich über die Klemmbackentassen erstreckt, so
dass die Probe 60a von dem Gewebe 60 entfernt werden
kann, wie in den 7g und 7h gezeigt.
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Wie
zuvor beschrieben, bestehen verschiedene andere Wege als das Verschweißen, mit
denen das distale Ende 18a des Steuerungsdrahts 18 mit der
zylindrischen Hülse 40 gekoppelt
werden kann. Insbesondere zeigen die 8a bis 9b zwei
andere Mechanismen zum Koppeln des distalen Endes des Steuerungsdrahts 18 mit
der Hülse
zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung.
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Wie
gezeigt in den 8a und 8b, ist das
distale Ende 18a des Steuerungsdrahts 18 mit einer
Z-förmigen
Biegung versehen. Die Seitenwand der zylindrischen Hülse 40 ist
mit zwei voneinander beabstandeten, halbkreisförmigen Löchern 145a, 145b gestanzt,
welche einen biegbaren, schmalen Streifen 145c zwischen
sich lassen. Der schmale Streifen 145c ist nach radial
einwärts
um einen ausreichenden Abstand gebogen, um das distale Ende 18a des
Steuerungsdrahts 18 aufzunehmen. Die Z-förmige Biegung
des distalen Endes 18a des Steuerungsdrahts 18 wird
durch den Raum eingeführt,
der zwischen dem schmalen Streifen 145c und den halbkreisförmigen Löchern 145a, 145b ausgebildet
ist, wie in den 8a und 8b gezeigt.
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Wie
in den 9a und 9b gezeigt,
ist die Seitenwand der zylindrischen Hülse 40 mit einem ersten
Loch 245a und einem zweiten Loch 245c gestanzt,
welches durch das erste Loch 245a umschrieben ist. Das
erste Loch 245a ist vorzugsweise rechtwinklig, halbkreisförmig oder
trapezoid in seiner Form, um eine biegbare Lasche 245b auszubilden, welche
radial einwärts
gebogen ist, wie am besten in 9b ersichtlich.
Die Z-förmige
Biegung des distalen Endes 18a des Steuerungsdrahts 18 wird
durch das zweite Loch 245c in die biegbare Lasche 245b eingeführt, wie
gezeigt in den 9a und 9b.
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Die 10 und 10a zeigen ein Mehrfachproben-Bioptom 310,
welches insbesondere für zervikale
Biopsiebehandlungen oder andere laparoskopische Biopsiebehandlungen
geeignet ist, wo der Biopsieort in einem verhältnismäßig kurzen und direkten Pfad
erreichbar ist, statt durch den langen, anspruchsvollen Pfad des
Lumens eines Endoskops. Ein proximaler Betätigungsmechanismus 312 ist
mit einem fixierten Handgriffabschnitt 324 und einem beweglichen
Hebelabschnitt 322 versehen, der mit dem fixierten Handgriff 324 über einen
Achsstift 323 gekoppelt ist. Ein hohles Rohr 340 ist
an seinem proximalen Ende mit dem bewegbaren Hebelabschnitt 322 der
Betätigungsmittel 312 durch
einen Kreuzstift 341 oder andere geeignete Befestigungsmittel
gekoppelt. Das distale Ende 340a des Rohres 340 ist mit
einer messerscharfen Kante 342 versehen. Eine verhältnismäßig steife
Stange 318 erstreckt sich durch das Rohr 340 und
ist an ihrem proximalen Ende mit dem fixierten Handgriffabschnitt 324 mittels eines
Kreuzstiftes 319 oder anderen geeigneten Befestigungsmitteln
befestigt. Das distale Ende 318a der Stange 318 ist
hohl und innen gewindegeschnitten mit Gewinden 370, um
eine Außengewindeschraube 302 aufzunehmen.
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Wie
am besten in 10a gezeigt, ist das distale
Ende der Stange 318 mit einer Klemmbackenanordnung 344 gekoppelt,
welche Endeffektoren 344a, 344b, die Schraube 302 und
eine Unterlegscheibe 304 beinhaltet. Insbesondere sind
die abgewinkelten proximalen Enden 352, 352b der
schmalen Arme 350a, 350b der Endeffektoren 344a, 344b zwischen
der Unterlegscheibe 304 und der Gewindeschraube 302 befestigt,
welche in das hohle, gewindegeschnittene distale Ende 318a der
steifen Stange 318 geschraubt ist.
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Wie
am besten in 10 gezeigt, ist der fixierte
Handgriffabschnitt 324 mit einem unteren Daumenring 324a versehen
und der bewegliche Hebelabschnitt 322 ist mit einem unteren
Fingerring 322a versehen. Das obere Ende 322b des
beweglichen Hebelabschnitts 322 ist mit einem Schlitz 322c versehen
zum Zusammenwirken mit dem Kreuzstift 341 und die Stange 318 ist
mit einem Schlitz 317 versehen, durch welchen der Kreuzstift
hindurchläuft.
Der Fachmann wird erkennen, dass der Betätigungsmechanismus 312 betätigt wird
unter Verwendung eines konventionellen Scherengriffs. Eine Schwenkbewegung
des beweglichen Hebelabschnitts 322 des Betätigungsmechanismus 312,
wie angezeigt durch die Pfeile 321, resultiert in einer
linearen Bewegung des Rohres 340, wie gezeigt durch die
Pfeile 339. Es wird erkannt werden, dass die Schlitze 317 und 322c so bemessen
sein können,
dass sie die Bewegung des Rohres 340 begrenzen. Aufgrund
der Geometrie der Arme 350a, 350b der Endeffektoren 344a, 344b resultiert
die Bewegung des Rohres 340 relativ zu der Stange 318 in
einem Reiten des Rohres 340 über die Arme 350a, 350b und
einem Öffnen
und Schließen der
Klemmbacken, wie zuvor beschrieben. Es sollte erkannt werden, dass,
wenn gewünscht,
der Betätigungsmechanismus 312 mit
einer flexiblen Spirale und einem Zugdraht benutzt werden kann,
wie zuvor mit Bezug zu den 1 und 2 beschrieben.
Umgekehrt, kann der Betätigungsmechanismus 12,
der mit Bezug zu 1 beschrieben wurde, mit der
Rohr- und Stangenanordnung der 10 benutzt
werden. Es wird auch erkannt werden, dass anstelle die Druckstange 318 fixiert
in dem nicht-bewegbaren Handgriff 324 auszuführen, und
das Rohr 340 bewegbar mit dem Hebel 322 anzuordnen,
die Druckstange sich bewegen könnte
und das Rohr 340 fixiert sein könnte. Mit einer solchen Anordnung
würde die Bewegung
des Hebels relativ zu dem Handgriff bewirken, dass die Endeffektoren 344a, 344b in
das Rohr 340 gezogen werden, wobei die Klemmbacken schließen und
die Klemmbacken und das scharte Ende 342 des Rohres 340 das
Gewebe abtrennen. Es wird erkannt werden, dass alle in den 1 bis 10a gezeigten Mehrfachproben-Bioptome mit einer
Kauterisierungsfunktion versehen werden können. Zum Beispiel, wie in 10 ersichtlich,
ist ein Kauterisierungskontakt 398 bereitgestellt, welcher die
steife Stange 318 kontaktiert und sich aus dem fixierten
Abschnitt 324 des Handgriffs 312 erstreckt. Zusätzlich ist
das Rohr 340 vorzugsweise mit einer Schrumpfumhüllung oder
anderen Isolation 399 versehen. Mit dieser Anordnung wird
die Klemmbackenanordnung 344 über ihren Anschluss an der
Stange 318 elektrifiziert, wenn ein Kauterisierungsstrom
an den Kauterisierungskontakt 398 angelegt wird.
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Typischerweise
würde die
Kauterisierung ausgeführt,
nachdem eine Probe gewonnen wurde und aus dem Chirurgieort abgetrennt
wurde, wobei die Klemmbacken noch an dem Chirurgieort angeordnet
sind. Weil der Körper
des Patienten als Zweitelektrode (Erdung) wirkt, fließt der Strom
von den Klemmbacken in den Patienten am Chirurgieort, dadurch eine
Kauterisierung des Chirurgieorts bewirkend statt dass die Probe
in den Klemmbacken kauterisiert wird.
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Bezug
nehmend nun auf die 11, 11a und 11b beinhaltet eine Klemmbackenanordnung 444 ein
Paar von Endeffektoren 444a, 444b und eine Montageschraube 402 zum
Koppeln der Klemmbacken an dem distalen Ende 16a einer flexiblen
Spirale 16. Jeder Endeffektor 444a, 444b beinhaltet
eine Klemmbackentasse 446a, 446b, welche vorzugsweise
ein Feld von radial angeordneten Schneidezähnen 448a, 448b und
einen federnden, vorzugsweise schmalen Arm 450a, 450b aufweisen, der
sich proximal von der Klemmbackentasse 446a, 446b erstreckt.
Die äußere Oberfläche der
Klemmbackentasse 446a, 446b wird vorzugsweise
mit einer Schließnocke 447a, 447b versehen,
wie beschrieben im US-Patent
5,636,639. Der schmale Arm 450a, 450b ist mit
einem Montageloch 452a, 452b an seinem proximalen
Ende 451a, 451b und einem sanft gebogenen Abschnitt 453a, 453b versehen.
Zumindest der sanft gebogene Abschnitt 453a, 453b der Arme 450a, 450b und
vorzugsweise die gesamten Arme 450a, 450b sind
aus superelastischem Metall wie Nitinol ausgebildet und sind voneinander
vorgespannt (aufgrund der abgewinkelten Abschnitte 453a, 453b der
Arme 450a, 450b), dadurch die Klemmbackentassen 446a, 446b voneinander
weg drückend
(wie ersichtlich in 11b). Zusätzlich sind die Klemmbacken
vorzugsweise aus einem superelastischen Metall ausgebildet, da die
Arme 450a, 450b und die Klemmbacken 446a, 446b vorzugsweise
integral miteinander sind.
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Gemäß den 11, 11a und 11b ist
das proximate Ende 451a, 451b von jedem Arm 450a, 450b mit
dem distalen Ende 16a der Spirale 16 mittels Crimpen/Verriegeln
mit der hohlen Gewindeschraube 402 gekoppelt, wie am besten
in den 11a und 11b gezeigt.
Die Gewindeschraube 402 ist im Wesentlichen zylindrisch
und beinhaltet allgemein einen Kopfabschnitt 406, einen
Gewindeabschnitt 408 und eine zylindrische Durchgangsbohrung 410 entlang
ihrer zentralen Achse. Die Durchgangsbohrung 410 ist so
bemessen, dass sie den Steuerungsdraht 18 aufnimmt und
eine seitliche Bewegung desselben erlaubt, wie zuvor unter Bezugnahme
auf die 5 bis 7 beschrieben.
Der Kopfabschnitt 406 hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen
demjenigen des äußeren Durchmessers
der Spirale 16 entspricht und ist mit zwei gegenüberliegenden
Nuten 414a, 414b am äußeren Umfang des Kopfabschnitts 406 versehen.
Die Nuten 414a, 414b sind mit seitlichen Erhöhungen 415a, 415b und
einem erhöhten
Stift 417a, 417b versehen und sind so bemessen,
dass sie die proximalen Enden 451a, 451b von jedem
der schmalen Arme 450a, 450b aufnehmen. Die proximalen
Enden 451a, 451b der Arme 450a, 450b sind
in entsprechenden Nuten 414a, 414b so platziert,
dass die Stifte 417a, 417b in die entsprechenden
Montagelöcher 452a, 452b eingreifen.
Die Stifte 417a, 417b sind wie Nieten abgeflacht und
die Erhöhungen 415a, 415b der
Nuten sind über die
Arme gefaltet, wie am besten in den 11a und 11b gezeigt. Der Gewindeabschnitt 408 der
hohlen Schraube 402 hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen
dem inneren Durchmesser der Spirale 16 entspricht und wird
mit dem Inneren des distalen Endes 16a der Spirale 16 zusammen
eingeschraubt, wie gezeigt in 11b.
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Die 12 und 12a–12c zeigen die Befestigung der Klemmbacken am
distalen Ende einer flexiblen Spirale.
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Eine
Klemmbackenanordnung 544 beinhaltet ein Paar von Endeffektoren 544a, 544b und
eine Montageschraube 502 zum Koppeln der Klemmbacken mit
dem distalen Ende 16a einer flexiblen Spirale 16.
Jeder Endeffektor 544a, 544b beinhaltet eine Klemmbackentasse
(nicht gezeigt), welche im Wesentlichen die gleiche ist, wie eine
jegliche der zuvor beschriebenen, und einen federnden, vorzugsweise schmalen
Arm 550a, 550b, welcher sich proximal von der
Klemmbackentasse erstreckt. Der schmale Arm 550a, 550b ist
mit halbzylindrischen Abschnitten 552a, 552b an
seinem proximalen Ende 551a, 551b versehen, welches
mit einem Paar von sich proximal erstreckenden Laschen 553a, 553b, 555a, 555b endet.
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Gemäß den 12 und 12a–12c ist das proximale Ende 551a, 551b von
jedem Arm 550a, 550b mit dem distalen Ende 16a der
Spirale 16 mit der hohlen Gewindeschraube 502 gekoppelt,
wie am besten in den 12b und 12c gezeigt.
Die Gewindeschraube 502 ist im Wesentlichen zylindrisch
und beinhaltet allgemein einen Kopfabschnitt 506, einen
Gewindeabschnitt 508 und eine zylindrische Durchgangsbohrung 510 entlang
ihrer zentralen Achse. Die Durchgangsbohrung 510 ist bemessen,
um den Steuerungsdraht 18 aufzunehmen und eine seitliche
Bewegung desselben zu erlauben, wie zuvor mit Bezug zu den 5–7 beschrieben. Das distale Ende des Kopfabschnitts 506 hat
einen Durchmesser, der im Wesentlichen dem äußeren Durchmesser der Spirale 16 entspricht,
und ist mit zwei Paaren von gegenüberliegenden Nuten 514a, 514b, 516a, 516b am äußeren Umfang
des Kopfabschnitts 506 versehen. Die Nuten sind bemessen,
um die proximalen Enden 551a, 551b von jedem der schmalen
Arme 550a, 550b aufzunehmen, wie am besten in
den 12b und 12c gezeigt,
wobei die halbzylindrischen Abschnitte 552a, 552b auf
dem reduzierten Durchmesser des proximalen Abschnitts des Kopfs 506 liegen,
die Laschen 553a, 553b in der Nut 516a ruhen
und die Laschen 555a, 555b in der Nut 516b ruhen.
Die Gewindeabschnitte 508 der hohlen Schraube 502 haben
einen Durchmesser, der im Wesentlichen dem inneren Durchmesser der
Spirale 16 entspricht und wirkt schraubend mit dem Inneren des
distalen Endes 16a der Spirale 16 zusammen, wie
zuvor beschrieben.
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Die 13, 13a und 13b zeigen
ein derzeit bevorzugtes Beispiel der Kopplung einer Klemmbackenanordnung
am distalen Ende einer Spirale. Die Klemmbackenanordnung 560 beinhaltet ein
Paar von Endeffektoren 562a, 562b, eine Montageschraube 564,
und eine Haltehülse
oder Unterlegscheibe 566. Jeder Endeffektor 562a, 562b beinhaltet
eine Klemmbackentasse 568a, 568b und einen federnden,
vorzugsweise schmalen Arm 570a, 570b, welcher
sich proximal von der Tasse erstreckt. Das proximate Ende von jedem
Arm 570a, 570b ist mit einem Montageloch 572a, 572b versehen.
In jeglicher anderer Hinsicht können
die Endeffektoren verschiedene Merkmale der zuvor beschriebenen
Endeffektoren beinhalten. Die Montageschraube 564 ist ähnlich zu
der Montageschraube 402, welche zuvor beschrieben wurde.
Sie ist im Wesentlichen zylindrisch, hat einen Kopfabschnitt 564a,
einen Gewindeabschnitt 564b und eine Durchgangsbohrung 564c,
und ein Paar von diametral gegenüberliegenden,
armaufnehmenden Nuten 564d, 564e, von denen jede
mit einem hervorstehenden Stift 564f, 564g versehen
ist. Ein proximaler Abschnitt 564h des Schraubenkopfs 564a hat
einen reduzierten Durchmesser, der im Wesentlichen dem inneren Durchmesser
der Haltehülse oder
Unterlegscheibe 566 entspricht. Die hervorstehenden Stifte 564f, 564g sind
an diesem proximalen Abschnitt 564h des Schraubenkopfs 564a angeordnet.
Aus dem Vorhergehenden wir der Fachmann erkennen, dass die Endeffektoren 562a, 562b mit
der Schraube 564 gekoppelt werden, indem die entsprechenden
Arme 570a, 570b in den Nuten 564d, 564e so
platziert werden, dass die entsprechenden Montagelöcher 572a, 572b mit
den entsprechenden Stiften 564f, 564g zusammenwirken.
Nachdem die Arme so relativ zu der Schraube angeordnet worden sind,
wird die Hülse
oder Unterlegscheibe 566 über den proximalen Abschnitt 564h des
Schraubenkopfs 564a platziert und die proximalen Enden
der Arme werden zwischen der Hülse
und dem Schraubenkopf eingeschlossen. Der Gewindeabschnitt 564b der
Schraube wird dann mit dem distalen Ende einer Spirale (nicht gezeigt)
gekoppelt, wie zuvor beschrieben, und die Hülse oder Unterlegscheibe 566 ist
zwischen der Spirale und dem Schraubenkopf eingeschlossen, wie zuvor
beschrieben.
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Wie
zuvor beschrieben, werden die Klemmbacken durch Bewegung einer zylindrischen
Hülse geöffnet und
geschlossen, welche mit einem Steuerungsdraht gekoppelt ist. Die 14, 14a und 14b zeigen
eine Ausführungsform
einer zylindrischen Hülse 640,
die mit dem distalen Ende 618a eines Steuerungsdrahts 618 gekoppelt
ist zum Öffnen und
Schließen
einer Klemmbackenanordnung 644, welche mit dem distalen
Ende 16a einer flexiblen Spirale 16 gekoppelt
ist. Die Klemmbackenanordnung 644 ist im Wesentlichen die
gleiche, wie jegliche der verschiedenen, zuvor beschriebenen Klemmbackenanordnungen.
Es ist zu be achten, dass die Klemmbackenanordnung zwei verhältnismäßig schmale,
voneinander beabstandete Arme 650a, 650b aufweist. Gemäß der Ausführungsform
der 14, 14a und 14b ist
ein Kreuzelement 628 mit dem distalen Ende 618a des
Steuerungsdrahts 618 gekoppelt. Das Kreuzelement 628 ist
ein Scheibensegment, welches zwei gegenüberliegende, im Wesentlichen parallele
Seiten 628a, 628b, zwei gekrümmte Seiten 628c, 628d,
welche einen Krümmungsradius
aufweisen, der dem inneren Radius der zylindrischen Hülse 640 entspricht,
und eine zentrale Bohrung 628b aufweist. Der Abstand zwischen
den parallelen Seiten 628a und 628b ist geringer
als der Abstand zwischen den inneren Oberflächen der Arme 650a, 650b der Klemmbackenanordnung;
und der Abstand zwischen den gekrümmten Seiten 628c und 628d ist
im Wesentlichen gleich zu dem inneren Durchmesser der zylindrischen
Hülse 640.
Der Durchmesser der Bohrung 628e ist im Wesentlichen gleich
zum Durchmesser des Steuerungsdrahts 618. Der Steuerungsdraht 618 ist
mit dem Kreuzelement 628 gekoppelt, indem das distale Ende 618a des
Steuerungsdrahts durch die Bohrung 628e eingeführt ist
und der Steuerungsdraht auf einer Seite des Kreuzelements gecrimpt
ist, wie am besten in den 13 und 14a gezeigt. Das Kreuzelement 628 ist
relativ zu der Klemmbackenanordnung 644 ausgerichtet, so
dass es sich frei zwischen den Armen 650a und 650b erstreckt,
wie am besten in den 14a und 14b ersichtlich. Die
zylindrische Hülse 640 ist
mit dem Kreuzelement 628 gekoppelt, indem die Hülse auf
einer Seite des Kreuzelements 628 und 699 gecrimpt
ist, wie am besten in 14a ersichtlich.
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Es
wurden hierin verschiedene endoskopische Mehrfachproben-Bioptome
beschrieben und abgebildet. Während
spezifische Ausführungsformen der
Erfindung beschrieben wurden, ist es nicht beabsichtigt, dass die
Erfindung darauf beschränkt
ist. Folglich, während
die Klemmbackenanordnung beschrieben wurde als aus einem besonderen,
superelastischen Metall ausgebildet, wird erkannt werden, dass andere
superelastische Legierungen verwendet werden können, um die gleiche oder ähnliche
Funktion, wie hierin beschrieben, zu erzielen. Zum Beispiel könnten die
Klemmbacken, während
sie beschrieben als aus einer Nickel-Titan-Legierung hergestellt,
auch aus z.B. Eisen-Platin, Silber-Kadmium, Nickel-Aluminium, Mangan-Kupfer,
Kupfer-Zink, Nickel-Thallium oder jeglicher anderer superelastischen
Legierung hergestellt sein. Es wird weiterhin erkannt werden, dass,
während
der erfindungsgemäße Apparat
beschrieben wurde als bevorzugt die Gewinnung mehrerer Biopsien
zu ermöglichen
ohne aus dem Chirurgieort entfernt zu werden, der Apparat der Erfindung, wenn
gewünscht,
noch benutzt werden könnte,
um eine einzelne Biopsie zu einem Zeitpunkt zu gewinnen. Tatsächlich muss
das endoskopische Instrument nicht zur Entnahme von Biopsien überhaupt verwendet
werden, sondern könnte
auch als Dissektor verwendet werden. Als Dissektor würde das
Rohr, welches bewirkt, dass die Arme schließen, kein scharfes Ende haben
und die Endeffektoren könnten Paddel
oder in anderer Weise geformt sein, statt dass sie Klemmbackentassen
aufweisen. Des Weiteren, während
spezifische Konfigurationen des Betätigungsmechanismus der Erfindung
offenbart wurden, wird erkannt werden, dass andere Arten von Betätigungsmechanismen
verwendet werden könnten. Auch
wird erkannt werden, dass, während
spezifische Kopplungen der Enden der Spirale und des Steuerungsdrahts
gezeigt wurden, andere Arten von Kopplungen verwendet werden könnten mit ähnlichen
erzielten Resultaten. In gleicher Weise, wird erkannt werden, während spezifische
Kopplungen der Enden des steifen Rohres und der Stange gezeigt worden
sind, andere Arten von Kopplungen verwendet werden könnten. Des
Weiteren wird erkannt werden, dass, während spezifische Konfigurationen
in Bezug auf die Klemmbackenanordnung offenbart worden sind, andere
Konfigurationen ebenso benutzt werden könnten. Zum Beispiel wird erkannt
werden, dass, während
es bevorzugt ist, Klemmbacken mit scharten Kanten bereitzustellen,
anstelle dieser Kanten die Klemmbacken mit scharten Zähnen bereitgestellt
werden können,
welche, in Verbindung mit dem scharfen Zylinder, eine Schneidemöglichkeit
bereitstellen werden. Des Weiteren kann, während die innere Stange als
stationär
und das äußere Rohr
als einstellbar gezeigt wurde, das äußere Rohr stationär und die
Stange einstellbar gemacht werden. Es wird daher erkannt werden
vom Fachmann, dass noch andere Modifikationen an der bereitgestellten
Erfindung gemacht werden können,
ohne von dem beanspruchten Umfang abzuweichen.