DE2756011C2

DE2756011C2 - Handbohrwerkzeug für chirurgische Zwecke

Info

Publication number: DE2756011C2
Application number: DE2756011A
Authority: DE
Inventors: Richard Eugen Uerikon Zürich Arnegger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1977-12-15
Publication date: 1985-05-15
Also published as: CH618335A5; DE2756011A1; US4235595A

Description

— der elektrische Antriebsmotor (II) und das Handstück (ϊ2) je ein, einen Teil der Welle bildendes Wellenstück (17,21) umfassen,

— daß diese Wellenstücke (21) zur Längsachse (19) des Wfkzeuges koaxial und hintereinander liegend angeordnet sind und an ihren benachbarten Enden miteinander gekoppelt sind und über die gesamte Länge des Werkzeuges einen durchgehenden, beidendig offenen Kanal (10) bilden und

— daß der Bohrdraht (13) im Kanal (10) in dessen Längsrichtung beliebig verschiebbar und in beliebigen Lagen mit Wellenstücken (21) des Handstuckes (12) festklemmbar ist

2. Werkzeug nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Wellenstücke (17,21) im Inneren eines stationären Gehäuseteil (15, 23) eingebaut und mit je einem Kupplungsteil (20, 22) versehen ist und daß bei zus« imengebauten Gehäuseteilen (15, 25) das Zusammenkoppeln der beiden Wellenstücke (17, 21) durch das Zusammenfügen der beiden Kupplungsteile (20,22) erfolgt.

3. Werkzeug nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (11) durch einen Glockenmotor gebildet ist, dessen durch einen Permanentmagneten (14) gebildeter Stator mit eine zentralen Bohrung versehen ist. welche zur Aufnanme des Wellenstückes (17) des Antriebsmotors (11) dient.

4. Werkzeug nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der glockenförmige Teil des Glockenmotors Windungen aus lackiertem Kupferdraht umfaßt, welche in ihrer Gesamtheit einen relativ dünnen, zylindrischen Mantel (16) bilden, dessen mechanische Festigkeit durch Glasfasern verstärkt ist.

5. Werkzeug siach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (11) an seinem, vom Handstück entfernten Ende mit einer Endkappe (38) versehen ist. welche eine öffnung (37) aufweist, die in bezug auf die Längsachse (19) des Werkzeugs koaxial angeordnet ist und daß die Endkappen einen der Zuführung der Antriebsenergie für den Antriebsmotor (11) dienenden Anschluß (39) trägt, welcher in bezug auf diese Längsachse (19) exzentrisch angeordnet ist

6. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Handstück (12) und dem Antriebsmotor (11) mindestens ein Verlängerungstück (40) befindet, welches sowohl mit dem Antriebsmotor (11) als auch mit dem Handstück (12) gekoppelt ist und ebenfalls ein rohrförmiges Wellen-Stück (43) umfaßt, welches koaxial zur Längsachse (19) und zwischen den Wellenstücken (17, 21) des Antriebsmotors (11) und des Handstücks (12) liegt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Handbohrwerkzeug für chirurgische Zwecke, mit einem elektrischen Antriebsmotor, einem Handstück und einer koaxial zur Längsachse des Werkzeuges angeordneten, geraden, sich um ihre Achse drehenden und hohlzylinderförmigen Welle, an deren einem Ende ein koaxial zur Längsachse des Werkzeuges angeordneter Bohrdraht befestigt ist-

AIs Stand der Technik ist bereits ein derartiges Werkzeug bekannt, welches so aufgebaut ist, daß sich infolge der Teleskopelemente ;ine raumaufwendige Anordnung mit einer erschwerten Handhabung ergibt (US 22 99 267). Gerade auf dem Chirurgiesektor sollen jedoch die Geräte klein und handlich sein, um die beim Operieren notwendige Beweglichkeit zu gewährleisten.

Zum Stand der Technik gehört eine andere Teieskop-

anordnung an einem chirurgischen Gerät (US 24 39 803). Bei langen Bohrdrähten erweist sich jedoch die Teleskopanordnung als plump und schwerfällig: Das Gewicht des Teleskoprohres und der Stäbe erschweren die beim Operieren notwendige Beweglichkeit und der Aufbau selbst erschwert die Sicht auf die Operationsstelle. Lange, sich in die Teleskopanordnung erstreckende Bohrdrähte machen zudem eine genaue Positionierung beim Bohren sehr schwierig.

Weiterhin ist ein chirurgisches Bohrhandstück bekannt, bei welchem eine Antriebswelle über ein Kegelradgetriebe eine in einer querverlaufenden Kopfhülse gelagerte Spindel antreibt (DE-OS 19 15 667). Bei dieser Konstruktion ist es erforderlich, daß der Kopf sehr klein ausgebildet sein muß. Ein in seiner Dimension größerer Kopf wurde den Nachteil ergeben, daß das Handstück kaum mehr manipulierbar ist. Ein sensibles Führen ist damit vollkommen unmöglich, wobei zudem ein großer Kopf in vielen Fällen die Zugänglichkeit des Werkzeuges sehr behindert.

Das Vorhandensein eines derartig zwangsläufig kleinen Kopfes bedingt aber andererseits den wesentlichen Nachteil, daß nur sehr kurze Bohrdrähte verwendet werden könne. Der Bohrdraht darf insbesondere mit seinem hinteren Ende nicht mit einem Stück größerer Lange frei herausstehen, weil ein derartiges Stück, falls es sich nur leicht aus seiner geraden Lage verbiegt, durch die Fliehkraft sofort vollständig verbogen wird und damit brechen oder weggeschlcudert werden kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber, ein Handbohrwerkzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei eini. einfachen und raumsparenden Aufbau ein zuverlässiges Einführen eines bohrdrahtes in einen Knochen bei praktisch allen in der Chirurgie vorkommenden Drahtlängen gegeben sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elektrische Antriebsmotor und das Handstück je ein. einen Teil der Welle bildendes Wellenstück umfassen, daß diese Wellenstücke zur Lanrsachse des Werkzeuges koaxial und hintereinanderliegend angeordnet sind und an ihren benachbarten Enden miteinander gekoppelt sind und über die gesamte Länge des Werkzeuges eines durchgehenden, beidendig offenen Kanal bilden und daß der Bohrdraht im Kanal in dessen Längsrichtung beliebig verschiebbar und in beliebigen Lagen mit Wellenstücken des Handstücks festklemmbar ist.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer raumsparenden Anordnung einfacher Handhabung. Bei Verwendung eines Bohrdrahtes hält der Chirurg mit einer Hand das Werkzeug und drückt mit dem Daumen dieser Hand

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einen Arretierungsknopf, um daraufhin mit der anderen Hand die Spannmutter zu lösen. Daraufhin wird ein Stück Bchrdraht nachgezogen, d h. das Werkzeug um einen gewissen Betrag längs des Bohrdrahtes zurückgezogen. Anschließend wird die Spannmutter wieder angezogen und die Arretierung losgelassen.

Dieser Vorgang läßt sich durchführen, während der Bohrdraht bereits um ein Stück ins Knocheninnere eingebohrt ist. Da der Bohrdraht auf diese Weise beliebig oft nachgezogen werden kann, läßt man ihn nur so weit vorstehen, als dies seine Beschaffenheit, & h. seine Steifigkeit, gestattet. Dank des durchgehenden, beidendig offenen Kanals und dank der Tatsache, daß das Nachziehen beliebig oft wiederholt werden kann, können Bohrdrähte beliebiger Länge verwendet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unterznsprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig 1 einen Querschnitt durch ein Handbohrwerkzeug für chirurgische Zwecke;

Fig.2 einen Querschnitt einer speziellen Ausführungsform.

Das im Querschnitt in F i g. 1 dargestellte Handbohrwerkzeug besteht im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich aus dem Antriebsmotor 11, dem Handstück 12 und dem Bohrdraht 13. Der Antriebsmotor 11 ist ein Elektromotor, im gezeichneten Beispiel einen Glockenmotor. Dieser besteht aus dem feststehenden Permanentmagneten 14, welcher mit dem Gehäuseteil 15 fest verbunden ist. Der glockenförmige Teil, welcher einen Mantel 16 bildet, ist um den Stator, d. h. den Permanentmagneten 14 rotierbar. Sein zylinderförmiger Teil besteht aus Windungen, weiche aus lackiertem Kupferdraht hergestellt sind und dessen Stabilität durch Glasfasern zusätzlich verstärkt ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Mantel 16 dünn zu halten und trotzdem einen krä^f'.igen Motor vorzusehen. Zusätzlich ergibt sich dadurch die Möglichkeit, den Motor hitzebeständig zu machen.

Der Mantel 16 ist mit dem Wellenstück 17 fest verbunden. Das letztere ist in den Lagern 18 drehbar gelagert. Auf dem Wellenstück 17 sitzt der Kupplungsteil 20, welcher mit dem mit dem Wellen^tück 21 festen Kupplungsteil 22 gekuppelt ist. Die Kupplung 20, 22 ist dürrh den Flanschkonus 23 gegen außen geschützt. Das Weilenstück 21 ist in den Lagern 24 drehbar und befindet sich im Inneren des Gehäuseteiles 25. Beim Zusammenfügen des Flanschkonus 23 mit den Gehäuseteilen 15 und 25 werden auch die Kupplungsteile 20, 22 ineinandergefügt und miteinander gekoppelt. Zusammen mit weiteren Teilen bilden die Teile 21,24 und 25 das Handstück 12 des Hardwerkzeuges.

Am Handstück 12 läßt sich ein Bohrdraht 13 anbringen. Die Dicke des Bohrdrahtes ist zu diesem Zweck der Bohrung des als Hohlzylinder ausgebildeten Wellenstückes 21 angepaßt. Mittels der Spannmutter 34. dem konischen Glied 26 und dem, das Gewinde für die Spannmutter 34 tragenden Organ 27 wird der Bohrdraht mit dem Wellenstück 21 festgeklemmt Das in der Längsrichtung verschiebbare Kupplungsstück 30 mit dem Knopf 31, die Zwischenhülse 32 und die Feder 33 dienen zum beim Auswechseln des Bohrdrahtes 13 notwendigen Arretie, en des Wellenstückes 21.

Gemäß vorliegender Erfindung ist sowohl das Weilenstück 17 des Glockenmotores, als auch das Wellenstück 21 des Handstückes 12 mit einer Längsbohrung

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65 versehen. Dabei sind diese Wellenstücke 17 und 21 hintereinander liegend in der Weise angeordnet, daß sie zur Längsachse 19 des Handwerkzeuges koaxial liegen. Sie bilden einen sich über ihre ganze Länge, einschließlich ihrer Enden, erstreckenden, durchgehenden Kanal 10, welcher zum Durchführen eines dem Gebrauch des Werkzeuges dienenden Mittels dient

Durch das beschriebene und gezeichnete Ausführungsbeispiel ist ein Werkzeug aufgezeigt, welches eine sehr große Zahl von Verwendungsmöglichkeiten besitzt wobei beispielsweise auf die folgenden hingewiesen sei:

Sofern die Kupplung der Teile 20, 22 abgedichtet und der Bohrdraht 13 ebenfalls mit einer Längsbohrung versehen ist, kann eine Flüssigkeit oder ein Gas, welche bzw. welches z. B. zur Kühlung dient, vom motorseitigen Ende 35 weg durch den Kanal 10 durchgeleitet werden, wobei beim Austritt am Ende 36 sowohl am Bearbeitungsteil, als auch am zu bearbeitenden Material, eine Kühlfunktion ausgeübt wird.

Es ist auch eine Aüsführurigsfonii rnöghch, bc! wc! eher an Stelle des am Ende 36 austretenden Mediums an diesem Ende 36 ein Saugvorgang vorhanden ist so daß Material von der Bearbeitungsstelle in das Ende 36 hinein u^d durch den Kanal 10 weggeschafft wird. Die Öffnung 37 dient dem Bequemen Anschließen eines Zufuhrschlauches für das Kühlmedium oder einer Saugvorrichtung.

In einer weiteren Ausführungsforrr wird ein Lichtleiter in dem durch die Wellenstücke 17,21 und dem Bohrdraht 13 gebildeten Kanal vorgesehen. Dabei kann der Lichtleiter durch eine Verspiegelung der Kanalwand gebildet sein, er kann aber auch aus einem Rohr oder einem vollen Stab als Glas oder einem geeigneten Kunststoff bestehen, welches bzw. welcher sich vom Ende 35 bis in unmittelbare Nähe des Endes 36 erstreckt

Ein solches Rohr bzw. ein solcher StaL- wird von den Innenwänden mindestens der Bohrung des Bohrdrahtes 13 und des Wellenstückes 17 getragen. Es ist daher aber ajch möglich, je einen als Lichtleiter dienenden Glaszylinder, welcher als Hohlzylinder oder als voller Stab ausgebildet sein kann, in die Bohrungen der Wellenstükke 17 und 21 und in der Bohrung des Bohrdrahtes 13 einzulegen. Um bei dieser Ausfuhrungsform Lichtverluste minimal zu halten, müssen die einzelnen Zylinder an ihren gegenseitigen aneinander anliegenden Enden in der Weise zusammengefügt sein, daß an den Kontaktstellen Lichtreflexionen minimal sind. Es kann auch das Ende des eingeschobenen Lichtleiters am im Inneren des Wellenstückes 21 befindlichen (in der Zeichnung rechten) Ende des Bohrdrahtes 13 als sich nach außen er· e^:ternd ausgeführt sein, oder es weist an dieser Stelle der Lichtleiter des Wellenstückes 21 eine konische Verjüngung auf, welche dem Lichtleiter des Bohrdrahtes 13 angepaßt ist.

Das durch den Lichtleiter geführte Licht dient zur Beleuchtung der Bearbeitungsstelle. Insbesondere bildet es aber ein Mittel zum genauen Positionieren und Führen des Bohrdrahtes 13. Bei der Verwendung des Lichtstrahles als Zentrierungs- bzw. Führungspunkt für den Bearbeitungsteil kann der letztere in vorteilhafter Weise als in bezug auf die Achse 19 exzentrisch wirkendes Werkzeug ausgeführt sein.

In einer noch weiteren Ausführungsform ist der durch die Wellenstücke 17,21 gebildete Kanal 10 zum Führen eines Drahtes vorgesehen, welcher als Bohrer und/oder als hämmerndes Werkzeug dient Bei dieser Ausfüh-

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rungsform hat man den Vorteil, daß der Draht, nach Lösen des Spannfutters 34 und des konischen Gliedes 26 falls man am hinteren Ende 35 ein hervorstehendes Stück vorsieht, von hinten nachgeschoben, oder von vorn vorgezogen werden kann.

Um einen geradlinigen, über seine ganze Länge offenen Kanal 10 erhalten zu können, ist ein Motor 11, welcher eine solche Ausbildung zuläßt, z. B. ein Motor mit einem festen zentralen Teil, notwendig. Diese Forderung wird durch einen Glockenmotor in idealer Weise erfüllt, so daß eine einen solchen Motor aufweisende Ausführungsform sich bei der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erweist.

Kin Glockenmotor besitzt aber andernteiles den Vorteil, daß der glockenförmige Rotor, d. h. der Mantel 16 aus Windungen aus lackiertem Kupferdraht in der Weise hergestellt werden kann, daß die Windungen einen rcutiv uu^ncr: c~yt!nuCrmuiiiCi u-!i_ucit. «·*ι3 ι Otgc usvon weist der Rotor ein relativ kleines Gewicht auf. Falls der durch Kupferdrähte gebildete Zylindermantel noch durch Glasfaser verstärkt ist, wird erreicht daß der Mantel 16 auch bei großen Tourenzahlen in seiner Form völlig unverändert bleibt. Bei geeigneter Wahl des für den Zusammenbau verwendeten Kunststoffes kann zudem erreicht werden, daß der Ausdehnungskoeffizient des Rotors bis über 100° Celsius praktisch konstant bleibt und daß der letztere wasserabstoßend wirkt

Die soeben beschriebene Ausführungsart des Glokkenmotores weist '''n zusätzlichen Vorteil auf, daß er eine Bauweise des Handwerkzeuges mit einer solchen Temperaturbeständigkeit zuläßt, daß alle Teile über mehr als 130° Celsius erwärmt werden können. Damit eignet sich dieses ganz besonders zur Verwendung in der Chirurgie, da auf diesem Gebiet zur Schnellsterilisation eine Temperatur von über 130° Celsius gefordert wi-d.

Der Vollständigkeit halber sei schließlich noch erwähnt, daß statt eines Elektromotors ein Antrieb mittels einei Wasser- oder Luftturbine bzw. Gasturbine vorgesehen werden kann. Auch ein solcher Turbinenantrieb hat den Vorteil der Temperaturbeständigkeit bei der zum Sterilisieren vorgeschriebenen Temperatur.

Am vom Handstück 12 entfernten Ende des Motors 11 ist eine Endkappe 38 vorgesehen. Diese weist die öffnung 37 auf, welche in bezug auf die Längsachse 19 des Handwerkzeuges koaxial angeordnet ist Der Anschluß 39. welcher dem Zuführen des Stromes zum Antreiben des Motors 11 dient liegt in bezug auf diese Achse 19 exzentrisch.

Das Handwerkz .ug gemäß vorliegender Erfindung läßt sich leicht in der I.änge verändern und kann aus diesem Grund auch in gewissen Fällen schwerer Zugänglichkeit verwendet werden. In einer solchen Ausführungsform ist zwischen dem Motor 11 und dem Handstück 12 ein Verlängerungsstück vorgesehen. F i g. 2 zeigt ein Beispiel eines solchen Verlängerungstückes 40. Dieses weist einen Gehäuseteil 41 auf, in welchen zwei Lager 42 eingebaut sind, in denen ein Wellenstück 43 drehbar gelagert ist Das letztere weist an seinem einen Ende den Kupplungsteil 44 und an seinem anderen Ende den Kupplungsteil 45 auf.

Um das Verlängerungsstück 40 zwischen den Motor 11 und dem Handteil 12 einzubauen, wird das in F i g. 2 rechte Ende des Kupplungsstückes 40 mit dem Flanschkonus 23 der F i g. 1 verschraubt wobei die Kupplungsteile 20 und 44 miteinander verkuppelt werden. Die mit einem Innengewinde versehene Hülse 45 wird am in Fig.2 linken Ende des Verlängerungsstückes 40 auf dieses aufgeschraubt und auch das Handstück 12 mit der Hülse 46 verschraubt, wobei die Kupplungsteile 22, 45 zusammengekuppelt werden. Die Bohrung des Wellenstückes 43 bildet ein Zwischenstück des durch den Motor 11 und das Handstück 12 gebildeten Kanales 10.

Es ist natürlich ohne weiteres möglich, mehr als ein Verlängerungsstück 40 vorzusehen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Wellenstück jedes Verlängerungsstückes an jedem seiner Enden in einem Lager gelagert ist und wenn die Länge der einzelnen Verlängerungsstücke 40 ungeführ der Länge des Handstückes 12 gleich ist Die beschriebene Verlängerungsmöglichkeit ist insbesondere bei Anwendungen in der Industrie und für Spezialfäl-Ie der Chirurgie wertvoll.

Die in F i g. 1 gezeigte Motorausführung verfügt über sehr hohe Drehmomente im Anlauf. Außerdem kann durch das Anbringen eines einfachen Polumschalters

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uiu iriutuiui cut igniting nai~ti itcict rraiii tct.iti3*, v/uci auch linksdrehend gewählt werden, so daß z. B. Gewinde in einen Festkörper mittels eines Gewindebohrers geschnitten werden können.

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60 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

27 56 Oil Patentansprüche:

1. Handbohrwerkzeug für chirurgische Zwecke, mit einem elektrischen Antriebsmotor, einem Handstück und einer koaxial zur Längsachse des Werkzeuges angeordneten, geraden, sich um ihre Achse drehenden und hohlzylinderförmigen Welle, an derem einen Ende ein koaxial zur Längsachse des Werkzeuges angeordneter Bohrdraht befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß