Хирургическое устройство, передающее крутящий момент, содержащее соединенный с ним инструмент

Хирургическое устройство, передающее крутящий момент, содержащее соединенный с ним инструмент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к хирургическому устройству для создания крутящего момента и к ведомому инструменту, установленному с возможностью вращения на рукоятке устройства или на вале рукоятки, соединенном с ней, на который может передаваться максимально возможный крутящий момент.

Предпосылки к созданию изобретения

В современной (минимально инвазивной) хирургии применяются устройства, например, для обработки костей, хрящей и прочее со съемом стружки или материала при артроскопичесих операциях, операциях на позвоночнике и подобных ортопедических процедурах, и такие устройства содержат эргономичную рукоятку и факультативно сменный инструмент (например, фрезу, вращающийся нож, полировальную головку и прочее), который установлен с возможностью вращения в дистальном конце рукоятки так, чтобы его можно было приводить во вращение. В зависимости от предназначения и требуемой частоты вращения привод устройства осуществляется гидравлическим, пневматическим или электродвижущим приводом, который оперативно соединен с инструментом через цепь передачи крутящего момента (например, механизм зубчатой передачи и/или множество валов, которые могут быть соединены друг с другом) внутри рукоятки. Приводы могут быть интегрированы в рукоятку или выполнены как внешние приводные узлы, которые соединены с рукояткой через линии подачи энергии или линии передачи крутящего момента (например, гибкие и упругие валы); в этом случае рукоятка по существу служит только для размещения механизма зубчатой передачи или цепи передачи крутящего момента.

Трубчатые валы рукояток обычно соединены/установлены на дистальных концах рукояток, т.е. на концах, обращенных к телу, и в зависимости от предназначения эти валы рукояток имеют разную длину и форму, чтобы их можно было подвести к разным местам в теле пациента. В качестве примера существуют прямые или дугообразные валы рукояток или предпочтительно коленчатые (угловые) валы рукояток, имеющие перегиб в зоне, в которой они прикреплены к рукоятке; в таких валах рукоятки всегда установлен стержень или вал, передающий крутящий момент (далее - торсионный стержень). Этот стержень/вал должен быть достаточно жестким (сопротивляться скручиванию), чтобы иметь возможность передавать требуемый крутящий момент на инструмент, который дистально вставлен в него или сформирован на нем (т.е. стержень должен иметь достаточно высокую жесткость на скручивание), но и достаточно гибким, т.е. обладать определенной гибкостью, чтобы иметь возможность повторять изгиб (не прямой) траектории вала рукоятки при вращении.

Для соединения инструмента с торсионным стержнем, установленным в валу рукоятки, имеется муфта вала для приема с возможностью извлечения стержня инструмента. В такой конструкции, однако, проблемой является создание такой муфты малого диаметра для установки инструмента, возможно сменного, в валу рукоятки, имеющей конструкцию, обеспечивающую безопасное и длительное функционирование хирургического устройства даже при таких малых диаметрах вала рукоятки и высоких частотах вращения, особенно при длинных валах рукоятки. Более того, валы рукоятки, которые вставляются в рукоятку, должны быть сменными, чтобы с одной рукояткой можно было использовать валы разной длины и разных форм. Здесь важнейшим аспектом является дополнительное разъемное соединение для передачи крутящего момента между механизмом зубчатой передачи/цепью передачи крутящего момента, расположенным в рукоятке, и торсионным стержнем, установленным в валу. С одной стороны, такое соединение должно стыковаться легко и просто, а с другой стороны, оно должно передавать достаточно высокий крутящий момент. Наконец, работа устройства (включая процесс смены инструмента и/или вала рукоятки) должна быть простой и безопасной.

Предшествующий уровень техники

Хирургическое устройство такого типа и, в частности, рукоятка такого хирургического устройства известны, например, из ЕР 1 598 023 А2.

В этом особом случае известная рукоятка состоит из участка ручки, имеющего форму муфты (она, разумеется, может иметь любую другую форму), к которой можно подсоединить пакет линий для подачи мощности (сжатого воздуха, электроэнергии или гидравлического давления), и дистального конца (обращенного к телу), к которому с помощью накидной гайки прикреплен вал рукоятки (факультативно, сменный). Вал рукоятки имеет внешний и внутренний кожух вала, который также служит для направления с возможностью скольжения и вращения вставленного в него торсионного стержня. В осевом направлении внутренний кожух вала делится на несколько сегментов, между которыми во внешний кожух вала вставлены шарикоподшипники, которые поддерживают торсионный стержень на внешнем кожухе вала. Инструмент, предпочтительно фреза, закреплен или сформирован на дистальном конце торсионного стержня.

Как следует из этого источника, инструмент в основном состоит из взаимодействующей или режущей головки и торсионного стержня, которые соединены друг с другом в одну деталь. Таким образом, соединение между инструментом и механизмом зубчатой передачи/цепью передачи крутящего момента внутри участка рукоятки достигается исключительно в области накидной гайки. Это значит, что инструмент является заказным изделием, который специально адаптирован по длине к этому одному конкретному валу рукоятки и не может применяться с другими валами рукоятки, имеющими другую длину. Очевидно, что конструкция, построенная на таком принципе, дорога в производстве, и для каждого вала рукоятки необходимо применять или хранить соответствующий ему инструмент.

На приложенной фиг. 1 схематически показано продольное сечение такого известного хирургического устройства, в которое уже вставлен инструмент.

В этом случае известный инструмент содержит стержень, который выступает из дистального конца вала хирургического устройства или вала рукоятки, чтобы иметь возможность вращаться, а на его дистальном конце имеется режущая головка (более подробно не показана). Проксимальный конец стержня инструмента, показанный на фиг. 2 в увеличенном масштабе, имеет известный стержень клиновидной формы, образующий две наклонных поверхности (соответствующих так называемому диэдру), обращенных друг от друга и служащих для передачи крутящего момента. На участке дистального конца этой клиновидной формы стержень инструмента имеет проходящую по окружности канавку, которая служит осевым запирающим средством, как будет описано ниже.

В вышеописанной конструкции в известной рукоятке на ее дистальном конце имеется вспомогательная сдвигаемая чашевидная муфта, с помощью которой стержень инструмента или вал рукоятки можно соединить с рукояткой без возможности вращения. В такой рукоятке в области чашевидной муфты имеется установленная с возможностью вращения приемная трубка, проксимальный конец которой вставлен во вращающийся шпиндель и закреплен в нем без возможности относительного вращения поперечным штифтом.

На дистальном конце приемной трубки имеются два расположенных диаметрально противоположно отверстия, в которые вставлены с возможностью перемещения зажимные шарики. Закрывающая или зажимная муфта установлена так, чтобы окружать внешнюю часть приемной трубки и так, чтобы иметь возможность сдвигаться в осевом направлении; в первом осевом положении эта зажимная муфта разблокирует зажимные шарики так, чтобы они могли сдвинуться радиально наружу, а во втором осевом положении она прижимает зажимные шарики радиально внутрь. Для ручного воздействия на зажимную муфту имеется также ползунок, который установлен снаружи на рукоятке и соединен с зажимной муфтой приводным штифтом. В этом контексте следует отметить, что ползунок подпружинен в сторону второго осевого положения зажимной муфты.

Как далее следует из фиг. 1, внутри приемной трубки имеется передающая крутящий момент ось, которая выполнена с возможностью относительного смещения в осевом направлении; эта ось содержит расположенный дистально клиновидный паз, который может быть выполнен с возможностью зацепления с клиновидной частью стержня инструмента для передачи крутящего момента. Ось поджата в дистальном направлении пружиной и закреплена в приемной трубке поперечным штифтом без возможности относительного вращения.

В такой конструкции известный инструмент необходимо вставлять стержнем вперед в дистальный конец вала рукоятки и сдвигать в осевом направлении в сторону приемной трубки, пока проксимальный клин (диэдр) стержня инструмента не ляжет на зажимные шарики. В этот момент зажимная муфта с помощью ползуна сдвинута в осевом направлении в положение освобождения, чтобы клин стержня инструмента сместил зажимные шарики радиально наружу и, таким образом, мог пройти дальше в приемную трубку и лечь в паз передающей крутящий момент оси. Если ползунок вновь отпустить, зажимная муфта (приводимая предварительно напряженной пружиной) автоматически возвратится в положение зажимания, в котором зажимные шарики поджимаются радиально внутрь в проходящую по окружности канавку на стержне рабочего инструмента и, таким образом, запирают стержень инструмента в осевом положении. Таким образом, крутящий момент можно передавать от вращающегося вала через поперечный штифт, приемную трубку, еще один поперечный штифт и передающую крутящий момент ось (цепь передачи крутящего момента) на стержень рабочего инструмента.

Описанная выше конструкция, однако, имеет некоторые характеристики, которые требуют улучшения.

Описанные соединения на поперечных штифтах приводят к локальному ослаблению материала в передающей крутящий момент оси, в приемной трубке, а также во вращающемся валу внутри рукоятки. Кроме того, поперечные штифты довольно тонки и, следовательно, склонны к поломкам. В целом передаваемый крутящий момент ограничен.

Кроме того, клиновидная форма на стержне инструмента не очень подходит для передачи высоких крутящих моментов, поскольку силы, действующие в осевом направлении, приводят к расцеплению клина на стороне рабочего инструмента и паза в передающей крутящий момент оси. Более того, следует ожидать, что приемная трубка в области паза может раздвинуться.

Наконец, вся связанная с соединением механическая система для соединения стержня инструмента с зубчатым механизмом/цепью передачи крутящего момента в рукоятке устройства перемещена в область чашеобразной муфты, где сохраняется достаточное радиальное пространство для приема соединительных элементов. Вследствие этого стержни инструмента должны перекрывать всю длину валов устройства или валов рукоятки. Это значит, что для каждого вала рукоятки требуются особые инструменты.

Краткое описание изобретения

В свете описанного предшествующего уровня техники задачей изобретения является создание инструмента для хирургического устройства, передающего крутящий момент, а также создание системы (хирургического устройства), предпочтительно состоящей из рукоятки хирургического устройства и по меньшей мере одного (или более) инструмента (инструментов) по изобретению, каждый из которых позволяет достичь лучшей функциональности. Предпочтительно хирургическое устройство должно иметь возможность передавать высокие крутящие моменты в целом; более предпочтительно, оно должно быть легким и безопасным в использовании. Одна из задач заключается в снижении производственных издержек и издержек на логистику для системы/хирургического устройства путем применения универсальных инструментов для разных (сменных) валов рукоятки.

Вышеуказанная задача и другие предпочтительные задачи изобретения достигаются с помощью инструмента для универсального хирургического устройства, содержащего признаки, перечисленные в п. 1 формулы изобретения, а также с помощью системы/устройства, состоящей из рукоятки, сменного вала рукоятки и инструмента по изобретению и содержащей признаки, перечисленные в п. 9 формулы изобретения. Преимущественные конфигурации и/или дальнейшее развитие изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы.

Сущность изобретения, таким образом, состоит в создании инструмента, который позволяет передавать более высокий крутящий момент без увеличения радиального установочного пространства и, следовательно, создает основу для размещения инструментодержателя внутри (сменного) вала рукоятки хирургического устройства. Это достигается в принципе, во-первых, за счет того, что проксимальный концевой участок стержня инструмента (который подготовлен для установки для передачи крутящего момента в инструментодержатель устройства) делится по меньшей мере на функциональную секцию "передачи крутящего момента" и (независимую) функциональную секцию "осевого запирания", отнесенную от нее в осевом направлении, при этом функциональная секция "осевого запирания" расположена согласно изобретению так, чтобы быть проксимальной относительно функциональной секции "передачи крутящего момента" (т.е. функциональная секция "передачи крутящего момента" расположена в осевом направлении между функциональной секцией "осевого запирания" и головкой инструмента). За счет этого функциональная секция "осевого запирания" выведена из кинематической цепи передачи крутящего момента и, следовательно, может иметь размеры, определяемые исключительно целями осевого запирания. Дополнительно все конструктивные меры для выполнения этой функции не приводят к влиянию на остальные участки стержня, участвующие в передаче крутящего момента, или к их ослаблению, поэтому можно увеличить передаваемый крутящий момент, а радиальное установочное пространство для функциональной секции "осевого запирания" можно уменьшить.

Полезно, если сечение d стержня инструмента в функциональной секции "осевого запирания" будет меньше, чем сечение D стержня инструмента в функциональной секции "передачи крутящего момента". Это создает радиальное пространство для инструментодержателя, который, таким образом, можно сделать меньше в радиальном направлении и подходящим для размещения в вале рукоятки. Оказалось, что особенно преимущественным будет следующее отношение меньшего и большего диаметров:

d<=D/2

Другими словами, можно сделать так, чтобы диаметр стержня инструмента, имеющего геометрию, служащую для передачи крутящего момента от инструментодержателя, был больше или равен удвоенному диаметру [секции], на которой инструмент фиксируется в осевом направлении. Это позволяет создать конструкцию полуавтоматической муфты/инструментодержателя (автоматическое запирание/ручное освобождение инструмента) с жесткими деталями, нагружаемыми крутящим моментом и, следовательно, с единообразной длиной инструмента независимо от установленного в данный момент вала инструмента.

Согласно преимущественной конфигурации можно предусмотреть, чтобы функциональная секция "передачи крутящего момента" была сконструирована так, чтобы содержать диэдр, две контактные плоскости которого, обращенные диаметрально друг от друга, сходились друг с другом предпочтительно на клин в направлении функциональной секции "осевого запирания". Это позволяет вставлять стержень инструмента в осевом направлении в инструментодержатель ответной формы без перекоса.

Другой преимущественный факультативный признак предусматривает формирование радиального уступа между двумя вышеупомянутыми функциональными секциями. Это в свою очередь позволяет изготавливать контактные плоскости с помощью соответствующего плоскостного уменьшения диаметра D стержня в функциональной секции "передачи крутящего момента", например, фрезерованием, ковкой и прочее. При этом диэдр не приводит к радиальному расширению стержня инструмента.

Для улучшения не допускающего заклинивания процесса установки инструмента в инструментодержатель может быть предусмотрена функциональная "направляющая" секция, предпочтительно как часть секции "передачи крутящего момента" или независимо от нее; более предпочтительно эта дополнительная секция в осевом направлении расположена между функциональными секциями "передачи крутящего момента" и "осевого запирания", предпочтительно в области радиального уступа между функциональными секциями "передачи крутящего момента" и "осевого запирания".

В этом отношении полезно, если функциональная "направляющая" секция содержит четыре направляющие плоскости, которые ориентированы клиновидно, при этом две из этих плоскостей сформированы на обеих продольных сторонах соответствующей одной из контактных плоскостей под углом к ней и срезая продольные кромки соответствующих контактных плоскостей в их осевых участках. Таким образом, процесс ввинчивания инструмента в инструментодержатель происходит не до зацепления функциональной секции "передачи крутящего момента" с инструментодержателем и поэтому без каких-либо дополнительных нагрузок на функциональную секцию "осевого запирания".

Согласно другому аспекту изобретения хирургическое передающее крутящий момент устройство содержит инструментодержатель для выборочного приема устанавливаемого с возможностью вращения хирургического инструмента по изобретению, в то же время фиксируя в осевом направлении инструмент в инструментодержателе и передавая на инструмент крутящий момент. Это устройство предпочтительно содержит (универсальную) рукоятку, содержащую расположенную в ней цепь передачи крутящего момента и/или привод и предпочтительно выбираемый (отдельный) вал рукоятки, в котором установлен инструментодержатель; более предпочтительно вал рукоятки выполнен с возможностью крепления к рукоятке, соединяя инструментодержатель с цепью передачи крутящего момента или приводом.

Далее следует более подробное описание предпочтительного иллюстративного варианта и некоторых других вариантов изобретения со ссылками на приложенные чертежи.

Описание чертежей

Фиг. 1 - продольное сечение известного хирургического устройства описываемого типа (включая рукоятку, вал рукоятки и инструмент), приводимого как образец для лучшего понимания изобретения.

Фиг. 2 - участок проксимального конца стержня инструмента для хирургического устройства по фиг. 1.

Фиг. 3 - продольное сечение хирургического устройства/системы, содержащего рукоятку, вал рукоятки и инструмент по предпочтительному иллюстративному варианту изобретения.

Фиг. 4а, 4b - участок проксимального конца стержня инструмента по изобретению для хирургического устройства по фиг. 3.

Фиг. 5 - продольное сечение устройства по изобретению в увеличенном масштабе в области замка инструмента (инструментодержателя/замка инструмента).

Фиг. 6 - поперечное сечение инструментодержателя в увеличенном масштабе по линии А-А на фиг. 5 с уже вставленным инструментом.

Фиг. 7а и 7b - продольные сечения первого и второго варианта опоры инструмента или инструментодержателя по изобретению в сравнении.

Фиг. 8 - вид в увеличенном масштабе участка проксимального конца стержня инструмента по варианту, являющемуся альтернативной фиг. 4.

Фиг. 9 - пример по изобретению возможности кодирования разных стержней инструмента для безошибочного применения в разных инструментодержателях (в разных валах рукоятки/рукоятках по изобретению).

Фиг. 10 - два примера правильного и неправильного выбора инструмента для рукоятки устройства/вала устройства по настоящему изобретению (содержащей конкретный инструментодержатель) в соответствии с кодировкой по изобретению по фиг. 9.

Фиг. 11 - продольное сечение рукоятки хирургического устройства по изобретению (по фиг. 1) в области замка инструмента (инструментодержателя/муфты для инструмента) без инструмента.

Фиг. 12 и 13 - (хронологически) иллюстрируют процесс создания замка инструмента (инструментодержателя) по фиг. 12.

Фиг. 14 - сечение муфты типа "лист клевера" по изобретению для (разъемного) (передающего крутящий момент) соединения между замком инструмента (инструментодержателем или торсионным стержнем) и выходным валом в рукоятке хирургического устройства для смены дистального вала рукоятки.

Фиг. 15 - охватываемая и охватывающая части муфты типа "лист клевера" по фиг. 14.

Фиг. 16 - процесс установки инструмента по изобретению в инструментодержатель по изобретению, показанный поэтапно.

Хирургическое устройство или инструментальная система по изобретению, состоящая из сменного (вращающегося) инструмента, (универсальной) рукоятки и, возможно, сменного вала рукоятки (включая торсионный стержень для установки в нем), в основном включает четыре частичных аспекта по изобретению, которые могут быть заявлены в контексте изобретения независимо или в комбинации друг с другом и которые подробно описаны ниже. Этими частичными аспектами являются:

- конфигурация участка проксимального конца стержня инструмента по изобретению в представленной инструментальной системе,

- создание вставного фиксирующего средства в форме средства кодирования инструмента для недопущения ошибок в выборе или применении инструмента,

- конструкция замка инструмента по изобретению (или также инструментодержателя) в валу рукоятки как части цепи передачи крутящего момента на инструмент (для соединения инструмента с торсионным стержнем внутри вала рукоятки), а также конструкция замка инструмента в его рабочей части, и

- разработка муфты/невращающегося соединения между замком инструмента (инструментодержателем) и торсионным стержнем внутри вала рукоятки и выходным валом внутри рукоятки для облегчения замены дистального вала рукоятки (включая замок инструмента, установленный в нем, и торсионный стержень).

Инструмент по изобретению, содержащий разнесенные по оси средство передачи крутящего момента, связанное с инструментом средство ввинчивания/выравнивания и осевое запирающее средство

Согласно фиг. 4а, 4b и 8 инструмент 1 по изобретению по существу состоит из дистального взаимодействующего сегмента или участка (обращенного к телу), например, сверлильной, фрезеровальной, шлифовальной или полировальной головки 2, к которой прикреплен стержень 4, предпочтительно соединением вещества с веществом (или сваркой, пайкой, прессовой посадкой и т.п.), при этом стержень проходит в проксимальном направлении (обращен от тела). Этот стержень 4 инструмента имеет участок 6 проксимального конца для введения инструмента 1 без возможности относительного вращения в инструментодержатель (замок инструмента) рукоятки или соединенного с ней вала рукоятки хирургического устройства, а также для фиксации в осевом направлении в инструментодержателе.

Для этого проксимальный концевой участок 6 стержня 1 инструмента разделен на три функциональные области, которые разнесены в осевом направлении друг от друга (последовательно) и описаны ниже в хронологическом порядке, начиная с дистального конца концевого участка 6 стержня инструмента (согласно фиг. 4а, 4b и 8 левого конца проксимального концевого участка 6).

Как следует из фиг. 4а, 4b и 8, весь стержень 4 инструмента по изобретению состоит из дистального по существу не профилированного участка стержня (непосредственно примыкающего к взаимодействующему сегменту 2), а также примыкающего проксимального концевого участка 6, который в свою очередь последовательно делится на дистальный участок 6а большого диаметра, имеющий внешнюю профилированную область, и проксимальный участок 6b малого диаметра. Отношение большого и малого диаметров D:d на проксимальном концевом участке 6 стержня приблизительно составляет 2:1. Это значит, что малый диаметр d стержня по существу меньше или равен половине большого диаметра D стержня. Более конкретно, d<=0,6D. Здесь большой диаметр D стержня не сужается постепенно к малому диаметру d, а содержит радиальный уступ 6с между двумя участками 6а и 6b с разными диаметрами, факультативно с небольшим внутренним радиусом для предотвращения эффекта надреза.

В области радиального уступа 6с участок 6а стержня большого диаметра сформирован, как показано на фиг. 4а, так, чтобы иметь диаметрально противоположные контактные поверхности или плоскости 8 (так называемый диэдр), которые сходятся друг к другу наподобие клина в сторону радиального уступа 6с и служат для передачи крутящего момента на стержень 4 инструмента. Эти контактные плоскости 8 могут быть сформированы, в частности, шлифованием/фрезерованием или штампованием/ковкой первоначально непрофилированного круглого стержня 4 инструмента. Дополнительные направляющие поверхности 10 (полученные предпочтительно таким же способом, что и контактные поверхности 8) сформированы на осевых боковых кромках каждой контактной поверхности 8 (в области радиального уступа 6с), каждая из которых расположена под углом к примыкающей контактной поверхности 8 и проходит от осевой центральной области каждой из боковых кромок контактной плоскости к радиальному уступу 6с наподобие клина. В результате возникает профиль стержня, имеющий шесть поверхностей в области радиального уступа 6с, которые состоят из двух диаметрально противоположных контактных поверхностей 8 (диэдр) и в направлении окружности с обеих сторон от каждой контактной поверхности 8 соответствующих заходных или ввертываемых плоскостей 10, срезающих соответствующую боковую кромку соответствующей контактной поверхности 8 в области радиального уступа 6с и, следовательно, постепенно уменьшающих ширину соответствующей контактной поверхности 8 в направлении к радиальному уступу 6с.

Как показано на фиг. 4а и 4b, на поверхности стержня на проксимальном конце его концевого участка 6b малого диаметра сформированы (предпочтительно, выфрезерованы) два паза или кармана 12, расположенные диаметрально противоположно на окружности стержня, благодаря чему на поверхности стержня сформированы вырезы, работающие в осевом направлении. В качестве альтернативы этим пазам 12 и как показано на фиг. 8, на проксимальном конце концевого участка 6с малого диаметра с помощью токарного станка можно также создать проходящую по окружности канавку 12а, глубина которой по существу соответствует глубине паза, показанного на фиг. 4а, 4b. Эти пазы 12 или проходящая по окружности канавка 12а служат для осевого запирания стержня 4 инструмента в инструментодержателе как будет описано ниже.

Описанная выше конструкция стержня, особенно на участке профилированного концевого участка 6 стержня, позволяет получить ряд преимуществ по сравнению с прототипом, показанным на фиг. 1 и 2, что позволяет увеличить максимальный передаваемый крутящий момент от торсионного стержня в валу рукоятки на инструмент 1.

- Благодаря базовому разделению секции осевого крепления/запирания и секции соединения с источником крутящего момента (с расположенным между ними направляющим приспособлением) в двух (возможно трех) разнесенных в осевом направлении участках стержня эти функциональные секции можно оптимизировать независимо друг от друга.

- В данном случае основной идеей является то, что функциональная секция 6b "запирания" расположена проксимально относительно функциональной секции 6а "передачи крутящего момента". Это позволяет уменьшить диаметр запирающего участка 6с, на который не передается крутящий момент и который не подвергается скручиванию, по сравнению с передающим крутящий момент участком 6а и, таким образом, сформировать радиальный уступ 6с.

- Радиальный уступ 6с в свою очередь позволяет сформировать (выфрезеровать) дистально относительно запирающего участка 6b малого диаметра две контактные или передающие крутящий момент плоскости 8 большей осевой длины, чтобы увеличить их соответствующую площадь поверхности по сравнению с прототипом. Далее, радиальный уступ 6с позволяет (как показано, в частности, на фиг. 6) удалить в его области такое большое количество материала стержня для формирования контактных плоскостей 8, что диаметр остального стержня (в области радиального уступа) между двумя (клиновидными) плоскостями 8 уменьшается почти наполовину. Это значит, что согласно фиг. 6 диаметр Dm, который можно использовать для передачи крутящего момента, приближается к большому диаметру D стержня. Если диэдр, сформированный таким образом, вталкивать в соответствующий осевой зазор соединительного вала (описанного ниже), то, как показано на фиг. 6, образуется полная окружность с оптимальным отношением плеч рычага для передачи крутящего момента.

- До сих пор секция осевого запирания по фиг. 1 и 2 находилась между функциональной секцией "передачи крутящего момента" и сегментом зацепления с инструментом, что ограничивало максимальную осевую длину функциональной секции "передачи крутящего момента". Из-за более тупой клиновидной формы двух контактных плоскостей на секцию осевого запирания действуют большие осевые силы. Кроме того, происходит ослабление материала запирающего участка, расположенного на пути передачи крутящего момента. Однако в изобретении сегмент 6b осевого запирания расположен проксимально относительно сегмента 6а передачи крутящего момента (т.е. не между сегментом передачи крутящего момента и сегментом зацепления) снаружи от пути передачи крутящего момента. Это позволяет использовать клиновидную форму двух контактных плоскостей 8, расположенных в целом более плоско (с большей осевой протяженностью), что уменьшает осевые силы во время передачи крутящего момента. Таким образом, требуемое (радиальное) пространство для установки секции 6b осевого запирания можно уменьшить (возможен небольшой диаметр d стержня инструмента).

- Наконец, формирование радиального уступа 6с между функциональной секцией 6а передачи крутящего момента и функциональной секцией 6b осевого запирания дает возможность расположить дополнительные направляющие поверхности 10, способствующие введению, на функциональной секции 6а передачи крутящего момента. Каждая из этих направляющих плоскостей 10 сформирована с обеих осевых сторон контактных плоскостей 8 в области радиального уступа 6с, т.е. они расположены под углом к соответствующей контактной плоскости 8. Эти направляющие плоскости 10 предназначены для ориентации стержня 4 инструмента в направлении окружности во время установки инструмента в инструментодержатель рукоятки, точнее так, чтобы две контактные плоскости 8 правильно направлялись в инструментодержатель.

Инструмент по изобретению, содержащий средство кодирования инструмента

Как уже было описано выше, существенным признаком изобретения является расположение функциональной секции 6b "осевого запирания" проксимально относительно функциональной секции 6а "передачи крутящего момента". Кроме того, стержень 4 инструмента по изобретению также может содержать все другие признаки изобретения; эти признаки, однако, являются факультативными для следующего аспекта изобретения, "средства кодирования инструмента".

Пользователь, несомненно, желает минимизировать или исключить врачебные ошибки, возникающие, в частности, как следствие применения неправильных хирургических инструментов. Этому могут способствовать, например, визуальные идентификаторы на индивидуальных инструментах; в этом случае, однако, нельзя исключать "человеческий фактор" как источник ошибок, что означает, что в реальности визуальные идентификаторы могут быть не замечены, неправильно интерпретированы или перепутаны, поэтому во время выбора конкретного инструмента могут возникать ошибки, которые обнаруживаются, когда уже слишком поздно. Этот источник ошибок тем более важен, чем большее количество разных инструментов может применяться с универсальной рукояткой в контексте системы инструмент/устройство. В этом случае, таким образом, предпочтительным и желательным было бы ограничение количества инструментов, которое можно применять для определенных хирургических целей в зависимости от конкретного вала рукоятки (содержащего проходящий внутри него торсионный стержень), прикрепленного к универсальной рукоятке.

На фиг. 8 и 9 показан преимущественный вариант средства кодирования инструмента по изобретению, который позволяет избежать неправильного выбора инструмента.

Решение расположить функциональную секцию 6b "осевого запирания" проксимально относительно функциональной секции 6а "передачи крутящего момента" так, чтобы она не служила для передачи крутящего момента, дает базовые (факультативные) возможности менять осевую длину и/или диаметр d части стержня, имеющей малый диаметр этой функциональной секции 6b, не оказывая (вредного) влияния на функциональную секцию 6а "передачи крутящего момента". Поэтому стало возможным создать (или скомбинировать) по меньшей мере две (или более) разные длины осевого участка (т.е. осевое расстояние между радиальным уступом 6с и радиальным карманом/проходящей по окружности канавкой 12/12а, или работающей в осевом направлении выточкой) и/или по меньшей мере два (или более) разных диаметра d стержня (малого диаметра), которые могут функционально взаимодействовать только с инструментодержателем, имеющим соответствующие размеры.

Например, на фиг. 9 показаны две комбинации "короткого запирающего участка" с "малым диаметром стержня" и "длинного запирающего участка" с "увеличенным диаметром стержня" относительно функциональной секции 6b "запирания". Соответственно инструментодержатель (который подробно будет описан ниже) по фиг. 10 в основном сформирован так, чтобы стержень меньшего диаметра можно было вставить в держатель для стержня увеличенного диаметра для передачи крутящего момента, но в этом случае не произойдет осевого запирания и, следовательно, инструмент 1 вновь можно извлечь во время проверки правильности посадки инструмента (верхний рисунок). Однако если в этот инструментодержатель вставить стержень увеличенного диаметра, произойдет осевое запирание (второй сверху рисунок). В свою очередь, инструментодержатель, предназначенный для стержня меньшего диаметра вообще не позволит вставить стержень большего диаметра (нижний рисунок), тогда как стержень меньшего диаметра можно вставить и запереть в осевом направлении (второй снизу рисунок).

Здесь следует обратить внимание на тот факт, что длина и диаметр стержня на функциональной секции 6b "осевого запирания" представляют только два параметра кодирования, которые можно обнаружить особенно простым способом, но которые могут быть заменены или дополнены другими параметрами. Например, положение на окружности карманов 12 относительно двух контактных плоскостей 8 может позволить выполнять процесс запирания только в правильно определенном относительном положении (с соответственно правильной ориентацией контактных плоскостей 8 относительно инструментодержателя). Форму карманов 12 также можно изменить, например, так, чтобы к осевому запиранию приводили только совместимые формы на части держателя. Наконец, участок 6b "осевого запирания" можно сформировать так, чтобы он содержал дополнительную форму (не показана), которая взаимодействует по принципу ключ/замочная скважина с соответствующей формой в инструментодержателе, чтобы обеспечить возможность введения стержня 4 инструмента (например, конструкция типа язычок/канавка).

Вал рукоятки, содержащий инструментодержатель (или также замок инструмента) по изобретению

Инструментодержатель, который должен размещаться в валу рукоятки, в частности для (унитарного) инструмента по вышеописанным первому и/или второму аспекту (аспектам) изобретения должен соответствовать ряду требований, по существу содержащему следующие:

- небольшие радиальные размеры, чтобы его можно было разместить в валу рукоятки, который, как хорошо известно является узким;

- передача на инструмент достаточного рабочего крутящего момента;

- эргономичные и простые ручные операции по меньшей мере для освобождения инструмента, вставленного в него, и предпочтительно автоматический процесс запирания инструмента (полуавтоматическое крепление инструмента);

- защита инструментодержателя и инструмента во время работы от самопроизвольного разъединения (например, в присутствии вибраций, ударов или тряски) для повышения надежности хирургического устройства;

- простая и неразрушающая сборка и разборка инструментодержателя, например,