DE4223792C1

DE4223792C1 - Mechanical surgical hand for inaccessible areas - has elastic bars for fingers movable individually in guide tube and expanding into shape when thrust out

Info

Publication number: DE4223792C1
Application number: DE4223792A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang O-2785 Schwerin De Daum
Original assignee: Individual
Current assignee: Daum GmbH
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1993-09-09
Anticipated expiration: 2012-07-21

Abstract

The mechanical gripping and manipulating hand is particularly for surgical use in inaccessible areas. It has bars or tubes (2) for the individual fingers (6) of the surgeon, and of elastic material. These are under load, but movable individually in a guide tube (1), and expand into shape on being thrust out by the individual fingers. Where they are tubes, they can be filled with non-compressible liquid, their ends being sealed by membranes acting as cushions. Thus when pressure is exerted on their forward ends, this is transmitted via the liquid to the fingers. ADVANTAGE - Transmits more movements of the fingers to the operating position.

Description

Die Erfindung geht aus von einer mechanischen Vorrichtung zum Greifen und Manipulieren, in räumlich unzu gänglichen Bereichen, wie sie aus der DE 37 09 706 A1 bekannt ist, und eignet sich besonders für chirurgische Zwecke.The invention is based on a mechanical device for gripping and manipulating, in spatially too accessible areas, as known from DE 37 09 706 A1 and is particularly suitable for surgical purposes.

In der offenen, aber auch in der endoskopischen Chirurgie sowie in vielen Bereichen der Technik ist es oft schwierig oder unmöglich, am Ort des Geschehens handähnlich, feinmotorisch oder tastend zu agieren. Insbesondere in der geschlossenen endoskopischen Chirurgie ist es für den Operateur oft wichtig, Gewebsteile nicht nur zu sehen, sondern auch zu ertasten. Es ist daher günstig, eine Vorrichtung zu benutzen, welche die Bewegung der Finger direkt an den Ort des Geschehens überträgt und umgekehrt den durch den Griff am Objekt erzeugten Gegen druck an die menschlichen Finger weiterleitet.In open, but also in endoscopic surgery as well it is often difficult or difficult in many areas of technology impossible, hand-like at the scene, fine motor or act groping. Especially in the closed endoscopic surgery it is often important for the surgeon Not only to see tissue parts, but also to feel them. It is therefore convenient to use a device that the Movement of the fingers transmits directly to the scene and vice versa the counter generated by the handle on the object pressure to the human fingers.

In der eingangs erwähnten DE 37 09 706 A1 ist ein medizinischer Greifer bekanntgewor den, der am vorderen Ende des Schaftelementes mehrere finger artige Elemente besitzt, die beim Herausschieben aus dem Schaft auseinanderspreizen. Mit einem Handhabungsteil werden alle Finger gemeinsam und nicht einzeln bedient. Zum Greifen und Manipulieren müssen für die Hand des Operateurs untypische Bewegungen durchgeführt werden.A medical gripper has become known in DE 37 09 706 A1 mentioned at the beginning the one with several fingers at the front end of the shaft element has like elements when pushed out of the shaft spread apart. With one handling part, everyone Fingers operated together and not individually. To grasp and Manipulation must be atypical for the surgeon's hand Movements are performed.

Tastübertragungen dagegen gibt es nur mit einzelnen elektroni schen Sensoren, wie in US 44 69 091 bekanntgeworden. Ein Erta sten im bekannten Sinne der menschlichen Hand findet nicht statt. Eine direkte Druckübertragung ist nicht bekannt.In contrast, key transmissions are only possible with individual electronics cal sensors, as became known in US 44 69 091. An erta most in the known sense of the human hand does not find instead of. A direct pressure transfer is not known.

Danach ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend weiterzuentwickeln, daß mehr Funktionen der Hand des Operateurs zu dem unzugänglichen Operationsort hin übertragen werden. Accordingly, it is an object of the invention to provide a device according to the preamble of claim 1 to develop in such a way that more functions of the hand of the surgeon to the inaccessible Operation site to be transferred.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the subject matter of claim 1.

Danach kommen direkt an den Fingern des Operateurs ansetzende und verschieden vorgebogene Fingerverlängerungen aus elastischem oder superelastischem Material zum Einsatz. Diese Vorrichtungsfinger liegen in einem Leitrohr. Durch eine in Längsrichtung des Leitrohres laterale Bewegung werden die Vorrichtungsfinger bedient.Then come the operator's fingers and various pre-bent finger extensions made of elastic or super elastic material. These device fingers lie in a guide tube. Through a in the longitudinal direction of the guide tube lateral movement, the device fingers are operated.

Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Zum Tasten sind die Fingerverlängerungen als flüssigkeitsführende Röhren mit zwei an den Röhrenenden sitzenden Membranen ausgeführt. Dies bewirkt die unmittelbare Weiterleitung des Drucks des einen Endes auf das andere und so an den dort befindlichen Menschenfinger.Embodiments of the invention are specified in the subclaims. To the Keys are the finger extensions as fluid guides Tubes with two membranes sitting at the tube ends. This causes the pressure to be passed on immediately from one end to the other and so on the ones located there Human fingers.

Im folgenden wird anhand der Zeichnungen die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnungen sindThe following is based on the drawings Invention explained in more detail. The drawings are

Fig. 1 Leitrohr und ein superelastischer Finger mit zu Polstern geformten Membranen an den Enden, Fig. 1 guide tube and a super elastic fingers with pads shaped to membranes at the ends,

Fig. 2 Gesamtvorrichtung mit 5 Fingern, einem Leitrohr, einem Rohr zum Einführen einer zusätzlichen Anwendung und einem angreifenden Finger (ohne Fingerverbindung), Fig. 2 overall device 5 with fingers, a draft tube, a tube for introducing an additional application and an engaging finger (finger without compound)

Fig. 3 Verbindung zwischen Vorrichtungs- und Menschenfinger, Fig. 3 connection between the device and human fingers,

Fig. 4 Vorrichtung mit 2 Fingern im Einsatz Fig. 4 device with 2 fingers in use

a ausgeschobene Finger, nicht greifend,a fingers pushed out, not gripping,

b eingezogene Finger, greifend.b fingers drawn, gripping.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Fig. 2 die Vorrich tungen zum Befestigen der künstlichen Vorrichtungsfinger an die natürlichen Finger des Operateurs nicht gezeigt.For the sake of clarity, the devices for fastening the artificial device fingers to the natural fingers of the surgeon are not shown in FIG. 2.

Die in den Ansprüchen 1 bis 5 dargelegte Erfindung besteht im einfachsten Fall aus einem Leitrohr 1 und einem Finger 2, Fig. 1. Dabei kann das Leitrohr auch der Instrumentenkanal eines Trokars, eines starren oder flexiblen Endoskops oder einer sonstigen Transporteinrichtung sein. Das Leitrohr kann nichtkreisrund oder zu einem Ring verkürzt sein und seine Vor derseite 9 eine Geometrie zum speziellen, anwendungsorientier ten Ausfahren der Vorrichtungsfinger aufweisen (hier nicht gezeigt). In the simplest case, the invention set out in claims 1 to 5 consists of a guide tube 1 and a finger 2 , FIG. 1. The guide tube can also be the instrument channel of a trocar, a rigid or flexible endoscope or some other transport device. The guide tube can be non-circular or shortened into a ring and its front side 9 have a geometry for the special, application-oriented extension of the device fingers (not shown here).

Die Vorrichtungsfinger 2 sind z. B. aus superelastischem Metall oder Kunststoff hergestellt. Sie können von innen hohl und mit einer nichtkompressiblen Flüssigkeit gefüllt sein. Sie sind dann an beiden Enden mit z. B. aus Kunststoff gefertigten, zu Polstern geformten Membranen 3 und 4 verschlossen. Es kann sich statt dessen auch ein geschlossener Kunststoffschlauch durch den ganzen Rohrfinger ziehen und an beiden Enden zu Polstern herausragen. Die gewünschte Druckübertragung läßt sich durch das Verhältnis aus vorderer zu hinterer Membranfläche einstellen.The device fingers 2 are e.g. B. made of super elastic metal or plastic. They can be hollow on the inside and filled with a non-compressible liquid. You are then at both ends with z. B. made of plastic, formed into upholstery membranes 3 and 4 closed. Instead, a closed plastic tube can run through the entire pipe finger and protrude into cushions at both ends. The desired pressure transmission can be set by the ratio of the front to the rear membrane area.

Fig. 2 zeigt die Ansicht einer Gesamtvorrichtung mit z. B. fünf Fingern und z. B. einem Rohr 5 für eine weitere Anwendung wie einer Flüssigkeitsabsaugung, Spülung, Beleuchtung oder anderem. Der Finger 6 des Operateurs bedient an der Operateurseite 8 der Vorrichtung einen Vorrichtungsfinger, der die Bewegung auf die Objektseite 9 weiterleitet. Die Befestigung der Vorrichtungs finger an die natürlichen Finger des Operateurs ist in dieser Figur nicht mitgezeichnet. Fig. 2 shows the view of an overall device with z. B. five fingers and z. B. a tube 5 for another application such as a liquid suction, flushing, lighting or other. The operator's finger 6 operates a device finger on the operator side 8 of the device, which forwards the movement to the object side 9 . The attachment of the device fingers to the natural fingers of the surgeon is not shown in this figure.

Durch Einstecken eines Menschenfingers 6 in den eventuell lose mit dem Vorrichtungsfinger 2 befestigten Ring 7, wird der Vor richtungsfinger bedient, Fig. 3. Statt eines Ringes kann auch ein Fingerhut dienen (hier nicht gezeigt). Ring oder Fingerhut können auch in einen Handschuh eingenäht sein, so daß der Ope rateur zum Bedienen der Vorrichtung nur den Handschuh anzuzie hen braucht (hier nicht gezeigt).By inserting a human finger 6 into the ring 7 , which may be loosely attached to the device finger 2 , the device finger is operated, FIG. 3. A thimble can also be used instead of a ring (not shown here). Ring or thimble can also be sewn into a glove, so that the operator only needs to put on the glove to operate the device (not shown here).

Die Membran 4 ist, anders als in Fig. 2, in Fig. 3 nicht als ein rohrabschließendes, sondern seitenlochabschließendes Pol ster des Vorrichtungsfingers gezeigt.The membrane 4 , unlike in FIG. 2, is shown in FIG. 3 not as a tube-closing but side-hole-closing pole of the device finger.

In Fig. 2 sind alle Vorrichtungsfinger zum Tasten mit dem in Anspruch 2 beschriebenen Flüssigkeitsmechanismus ausgestattet. Da alle Vorrichtungsfinger im Leitrohr frei liegen, können ein zelne Finger vorgestreckt, eingezogen oder leicht gedreht werden. Die in Fig. 2 gezeigten Vorrichtungsfinger spreizen symmetrisch auf.In Fig. 2, all device fingers for sensing are equipped with the liquid mechanism described in claim 2. Since all device fingers are exposed in the guide tube, a single finger can be stretched out, drawn in or turned slightly. The device fingers shown in Fig. 2 spread symmetrically.

Fig. 4 verdeutlicht den Greifmechanismus mit einer Vorrichtung aus z. B. drei nichtsymmetrisch aufspreizenden Vorrichtungsfin gern, gezeigt ist nur die Objektseite 9. Die aus z. B. superela stischem Metall gefertigten Vorrichtungsfinger spreizen beim Herausschieben aus dem Leitrohr auf und nehmen so die im Her stellungsprozeß vorgefertigte Form wieder an, Fig. 4a. Zieht man sie wieder zurück in das Leitrohr, bzw. schiebt man das Leitrohr vor, so geben sie dem unelastischeren Leitrohr nach und spannen sich zusammen, Fig. 4b. Dadurch kann ein Gegenstand gegriffen werden. Auf Grund ihrer superelastischen Eigenschaft ist dieser Vorgang reversibel und ohne viel Fingerkraft durch führbar. Fig. 4 illustrates the gripping mechanism with a device made of z. B. three non-symmetrically spreading device fin, only the object side 9 is shown . The from z. B. superelastic metal manufactured device fingers spread when sliding out of the guide tube and thus take on the prefabricated in the manufacturing process form again, Fig. 4a. If you pull them back into the guide tube or push the guide tube forward, they give in to the less elastic guide tube and tighten together, Fig. 4b. This allows an object to be gripped. Due to its super elastic properties, this process is reversible and can be carried out without much finger effort.

Die Vorrichtungsfinger können zum Führen von speziellen Anwen dungen wie Absaugungen, Spülungen oder Beleuchtungen dienen, die dann unmittelbar im Operationsgebiet wirken können. Hierfür haben sie dann an den Vorrichtungsfingern der Bedienerseite z. B. Flansche zum Ansetzen von Schläuchen oder Öffnungen zum Einführen von zur Beleuchtung dienenen Glasfasern.The device fingers can be used to guide special applications such as suction, flushing or lighting, which can then work directly in the area of operation. Therefor then have them on the operator side device fingers e.g. B. flanges for attaching hoses or openings for Introduction of optical fibers used for lighting.

In unzugänglichen Bereichen bietet die Vorrichtung dem Opera teur ein Arbeiten in nahezu bekannter feinmotorischer Weise der Hand. Die eventuell an den Vorrichtungfingerkuppeln ansetzen den, oben genannten Anwendungen bieten dem Operateur ein gezielteres Arbeiten.In inaccessible areas, the device offers the Opera expensive to work in an almost well-known fine motor manner Hand. The possibly attach to the device finger domes The above-mentioned applications offer the surgeon more targeted work.

Claims

1. Mechanical device for gripping and manipulating, e.g. B. for surgical purposes, in spatially inaccessible areas, characterized by the on the fingers ( 6 ) of the surgeon direct approach of rods or tubes ( 2 ), which are under tension, but individually freely movable in a guide tube ( 1 ) made of elastic or superelastic material are manufactured and controlled by the fingers ( 6 ) of the surgeon when sliding out of the guide tube and spread their prefabricated shape.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the tubes ( 2 ) lying in the guide tube ( 1 ) are filled with a non-compressible liquid for sensing and at their ends are provided with cushions ( 3 ; 4 ) which are possibly made and sealed , so that when a mechanical pressure is applied to the object side facing away from the human finger, the pressure is passed on to the finger ( 6 ) via the liquid.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the tubes ( 2 ) lying in the guide tube ( 1 ) can carry application devices for suction, rinsing or lighting.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that for operating the device, the natural fingers ( 6 ) of the surgeon in rings ( 7 ) or thimbles, which are connected to the device fingers ( 2 ), in particular not rigid, are connected will.

5. The device according to claim 1, characterized in that the guide tube ( 1 ) has space for further insertable application devices.