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Title:
BIOPSY INSTRUMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/082394
Kind Code:
A1
Abstract:
A biopsy instrument comprising a multichannelled catheter (1), a work support (2) which is arranged on the proximal end of the catheter (1); biopsy forceps (8) arranged on the distal end of a work channel (3) of the catheter (1), an elongate movement transfer device (7) which is joined to the bits of the forceps (8) on the distal end of said movement transfer device, an actuator device (13) which is joined to the proximal end of the movement transfer device (7), an observation lens (14) guided through an lens channel (4) of the catheter (1), a rinsing channel (5) extending longitudinally in the catheter (1), and a control device (16,17) which is guided through a control channel (6) of the catheter (1) and which enables the distal end of the catheter (1) to be bent across the axis of the catheter (30) and to be rotated about the axis of the catheter (30).

Inventors:
SCHAAF HANSGEORG (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/003390
Publication Date:
October 09, 2003
Filing Date:
April 01, 2003
Export Citation:
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Assignee:
POLYDIAGNOST GMBH (DE)
SCHAAF HANSGEORG (DE)
International Classes:
A61B10/00; A61B10/04; A61B10/06; A61M25/01; A61B17/00; A61B17/34; A61B19/00; (IPC1-7): A61M25/00; A61B10/00
Domestic Patent References:
WO1999045847A11999-09-16
WO1999060924A11999-12-02
Foreign References:
US5409453A1995-04-25
Attorney, Agent or Firm:
Nöth, Heinz (München, DE)
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Claims:
[Patentansprüche]
1. Biopsieinstrument gekennzeichnet durch einen mehrkanaligen Katheter (1) ; einen am proximalen Ende des Katheters (1) angeordne ten Arbeitsstutzen (2) mit mehreren, insbesondere vier Eingängen (912) für die Kanäle (36) des Katheters (1) ; eine am distalen Ende eines Arbeitskanals (3) des Ka theters (1) angeordnete Biopsiezange (8), welche quer zur Katheterachse (30) eine größere Abmessung auf weist, als der Durchmesser des Arbeitskanals (3) ; eine länglich ausgebildete Bewegungsübertragungsein richtung (7), die an ihrem distalen Ende mit den Maulteilen der Biopsiezange (8) verbunden ist und vom distalen Ende des Arbeitskanals (3) her durch den Ar beitskanal (3) bis mindestens zum zugeordneten Ein gang (9) am Arbeitsstutzen (2) geführt ist ; eine am Eingang (9) des Arbeitskanals (3) vorgesehene Betätigungseinrichtung (13), welche mit dem proxima len Ende der durch den Arbeitskanal (3) geführten Be wegungsübertragungseinrichtung (7) verbunden ist ; eine durch einen Optikanal (4) des Katheters (1) ge führte Beobachtungsoptik (14) ; einen in Katheter (1) längs verlaufenden Spülkanal (5), welcher am Spüleingang (10) des Arbeitsstutzens (2) mit einer Spüleinrichtung (19) verbunden ist ; eine durch einen Steuerkanal (6) des Katheters (1) geführte Steuereinrichtung (16,17), mit welcher das distale Ende des Katheters (1) quer zur Katheterachse (30) biegbar und um die Katheterachse (30) drehbar ist.
2. Biopsieinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (13) mit dem proximalen Ende der Bewegungsübertragungs einrichtung (7) lösbar verbunden ist.
3. Biopsieinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungsoptik (14) in den Optikkanal (4) modular einsetzbar ist.
4. Biopsieinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (16, 17) ein Stellelement (17) aufweist, welches an seinem distalen Ende mit dem distalen Ende des Katheters (1) in einer Verbindungsstelle (18) verbunden ist und dass das Stellelement (17) sich durch den Steuerkanal (6) im Ka theter (1) erstreckt und in der Nähe des distalen Ende durch eine Öffnung (20) an die Katheteraußenseite ge führt ist und von der Öffnung (20) bis zur Verbindungs stelle (18) an der Außenseite des Katheters (1) ver läuft.
5. Biopsieinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (17) in seiner Längsrichtung drehsteif ausgebildet ist.
6. Biopsieinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (17) zu mindest teilweise röhrchenförmig ausgebildet ist.
Description:
Biopsieinstrument [Beschreibung] Die Erfindung betrifft ein Biopsieinstrument, mit welchem zu Untersuchungszwecken an einem lebenden Organismus Gewebspro- ben entnommen werden.

[Stand der Technik] Für die Gewebsentnahme sind beispielsweise Biopsiezangen be- kannt, bei denen Bewegungen eines Handgriffs über Zug-und Druckelemente, welche durch einen Schaft geführt sind, auf die Zangenteile der am distalen Ende des Schaftes vorgesehe- nen Zange übertragen werden.

[Aufgabe der Erfindung] Aufgabe der Erfindung ist es ein Biopsieinstrument zu schaf- fen, mit welchem bei ständiger Beobachtung des Arbeitsrau- mes, in welchem mit der Biopsiezange Gewebsproben entnommen werden, die Biopsiezange gesteuert bewegt und gedreht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Biopsieinstrument gemäß dem Schutzanspruch 1 gelöst.

Dieses Biopsieinstrument besitzt einen mehrkanaligen Kathe- ter, insbesondere aus biegbarem Material, an dessen proxima- len Ende ein Arbeitsstutzen mit verschiedenen Eingängen für die Kanäle des Katheters vorgesehen ist. Einer dieser Kanäle ist als Arbeitskanal ausgebildet, an dessen distalem Ende eine Biopsiezange, welche eine größere Abmessung als der Durchmesser des Arbeitskanals aufweist, angeordnet werden kann. Die Maulteile der Biopsiezange sind mit einer Bewe-

gungsübertragungseinrichtung, welche insbesondere Zug-und Druckkräfte übertragen kann, verbunden. Die längliche, ins- besondere stangenförmig ausgebildete und vorzugsweise bieg- bare Bewegungsübertragungseinrichtung ist vom distalen Ende des Arbeitskanals her in den Arbeitskanal einsteckbar und ragt bis zum zugeordneten Eingang des Arbeitskanals am Ar- beitsstutzen, der am proximalen Ende des Katheter vorgesehen ist. Am Eingang des Arbeitskanals oder in der Nähe des Ein- gangs des Arbeitskanals ist eine vorzugsweise von Hand be- dienbare Betätigungseinrichtung vorgesehen, welche mit dem proximalen Ende der Bewegungsübertragungseinrichtung, die durch den Arbeitskanal geführt ist, verbunden ist. Die Betä- tigungseinrichtung erzeugt die auf die Maulteile wirkenden Zug-und Druckkräfte. Diese Kräfte werden von der Bewegungs- übertragungseinrichtung auf die Zangenteile der Biopsiezange übertragen. Vorzugsweise ist die Betätigungseinrichtung lös- bar mit dem proximalen Ende der Bewegungsübertragungsein- richtung verbunden. Auf diese Weise kann für-die jeweiligen Gewebsprobenentnahmen die Biopsiezange ausgewechselt werden.

In einem weiteren Kanal (Optikkanal) des Katheters wird eine Beobachtungsoptik geführt. Die Beobachtungsoptik kann eine Beleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten des Arbeitsraumes, in welchem die Gewebeproben mit der Biopsiezange entnommen werden, enthalten. Die Beobachtungsoptik kann an ein Okular oder an eine Widergabeeinrichtung mit Kamera und Monitor an- geschlossen sein.

In einem separaten Steuerkanal des Katheters wird ein Steu- ermechanismus geführt, welcher am proximalen Ende mit einem von Hand betätigbaren Steuergerät verbunden ist und der an seinem distalen Ende mit dem distalen Katheterende verbunden ist. Drehbewegungen und Zug und Druckbewegungen, welche vom proximalen Steuergerät erzeugt werden, werden vom Steuerme-

chanismus auf das distale Katheterende übertragen, so dass dieses quer zur Katheterachse biegbar und um die Katheter- achse drehbar ist.

Ferner erstreckt sich durch den Katheter ein am distalen En- de offener Spülkanal. Der Spülkanal ist an seinem am Ar- beitsstutzen vorgesehenen Eingang mit einem Spülsystem ver- bunden.

Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Biopsieinstrument als Papillotom (Dreilumenpapillotom) zum Einsatz kommen.

[Beispiele] Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Er- findung noch näher erläutert. Es zeigt : Figur 1 den distalen und proximalen Bereich eines Biopsieinstruments, welches ein Ausführungs- beispiel der Erfindung ist ; Figur 2 einen Schnitt entlang einer Schnittlinie II - II in der Figur li Figur 3 eine Ausführungsform der Steuereinrichtung ; und Figur 4 eine Darstellung des distalen Katheterendes zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steu- ereinrichtung.

Das in den Figuren als Ausführungsbeispiel dargestellte Bi- opsieinstrument beinhaltet einen Katheter 1, der vorzugswei- se aus einem biegbaren Material besteht. Im Katheter erstre- cken sich in Längsrichtung vier Kanäle (Lumen). Es handelt sich hier um einen Arbeitskanal 3, einen Optikkanal 4, einen Spülkanal 5 und einen Steuerkanal 6.

Am distalen Ende des Arbeitskanals 3 befindet sich eine Bi- opsiezange 8. Die Biopsiezange 8 besitzt Maulteile, deren Abmessungen quer zur Längsrichtung des Arbeitskanals 3, grö- ßer sind als der Durchmesser des Arbeitskanals 3. Die Maul- teile der Zangen können löffelartig mit großen Löffelbau- schen ausgebildet sein. Die Maulteile der Biopsiezange 8 sind mit dem distalen Ende einer Bewegungsübertragungsein- richtung 7 verbunden. Diese Bewegungsübertragungseinrichtung 7 erstreckt sich durch den Arbeitskanal 3. Die Bewegungs- übertragungseinrichtung 7 kann in bekannter Weise als Zug-/ Druckstange oder als Bowdenzug ausgebildet sein und Bewegun- gen, welche von einer Betätigungseinrichtung 13 für die Bi- opsiezange von Hand erzeugt werden, auf die Maulteile der Biopsiezange 8 übertragen. Die Bewegungsübertragungseinrich- tung 7 erstreckt sich durch den Arbeitskanal 3. Am proxima- len Ende der Bewegungsübertragungseinrichtung 7 ist im Be- reich des Einganges 9 für den Arbeitskanal die Betätigungs- einrichtung 13 an das proximale Ende der Bewegungsübertra- gungseinrichtung 7 angeschlossen.

Am proximalen Ende des Katheters 1 befindet sich ein Ar- beitsstutzen 2, der vier verschiedene Eingänge für die im Katheter 1 längsverlaufen Kanäle aufweist. Es handelt sich um einen Eingang 9 für den Arbeitskanal, einen Eingang 10 für den Optikkanal, einen Eingang 11 für den Spülkanal und einen Eingang 12 für den Steuerkanal.

Die Betätigungseinrichtung 13 ist vorzugsweise lösbar mit dem proximalen Ende der Bewegungsübertragungseinrichtung 7 verbunden. Hierdurch ist es möglich, die Bewegungsübertra- gungseinrichtung 7 vom distalen Ende her durch den Arbeits- kanal 3 in den Katheter 1 einzuführen. Dies erlaubt die Ver- wendung einer Biopsiezange, mit größeren Abmessungen als der Durchmesser des Arbeitskanals 3.

Am distalen Ende des Katheters 1 befindet sich ferner eine Beobachtungsoptik 14, die über entsprechende Lichtleiterfa- sern, die sich durch den Optikkanal 4 erstrecken, mit einer Beobachtungseinrichtung 15 verbunden ist. Die Beobachtungs- einrichtung 15 besitzt vorzugsweise ein Beleuchtungssystem zum Ausleuchten des Arbeitsraumes, in welchem die Biopsie- zange 8 eingesetzt wird. Die Beobachtungseinrichtung 15 kann ein Okular aufweisen. Vorzugsweise besitzt die Beobachtungs- einrichtung 15 ein Wiedergabesystem, welches mit Kamera und Monitor in bekannter Weise ausgestattet ist. Am Eingang 10 ist die Beobachtungseinrichtung 15 mit der durch den Optik- kanal 4 geführten Beobachtungsoptik 14 verbunden.

Am Eingang 11 für den Spülkanal 5 ist eine Spüleinrichtung 19 angeschlossen. Der Spülkanal 5 ist am distalen Ende des Katheters 1 geöffnet und dient zur Spülung des Arbeitsrau- mes, in welchem die Gewebsproben mit der Biopsiezange ent- nommen werden.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel des Biopsieinstruments beinhaltet ferner ein Steuergerät 16, welches von Hand betä- tigbar ist. Mit dem Steuergerät 16 können über ein drahtför- miges Stellelement 17 Zugkräfte auf das distale Ende des Ka- theters 1 übertragen werden. Das drahtförmige Stellelement 17 ist hierzu in einer Verbindungsstelle 18 mit dem distalen Ende des Katheters 1 fest verbunden.

Das drahtförmige Stellelement 17 erstreckt sich bis zu einer Öffnung 20 durch den Steuerkanal 6. An der Öffnung 20 mündet der Steuerkanal 6 an die Außenseite des Katheters 1. Von der Öffnung 20 bis zur Verbindungsstelle 18 erstreckt sich das drahtförmige Stellelement 17 an der Außenseite des Katheters 1, wie es in der Figur 1 dargestellt ist. Mit dem Steuerge-

rät 16 und dem Stellelement 17, kann der Katheter 1 mit dem distalen, axialen Bereich, in welchem das Stellelement 17 an der Außenseite des Katheters 1 geführt wird, quer zur Längs- achse des Katheters 1 gebogen werden. Ferner ist eine Dre- hung um die Achse des Katheters 1 möglich. Sowohl das Biegen des axialen, distalen Endstückes des Katheters 1 als auch die Drehung, werden von dem Steuergerät 16 bewirkt. Die Be- wegungsübertragung erfolgt mit Hilfe des drahtförmigen Stellelementes 17 vom der Steuergerät 16 zum distalen Ende des Katheters 1. Die Biopsiezange 8 sowie die Beobachtungs- optik 14 führen diese gesteuerten Bewegungen des distalen Katheterendes ebenfalls aus. Hierdurch erreicht man eine steuerbare und rotierbare Biopsiezange mit gleichzeitiger Beobachtung des Arbeitsraumes, in welchem die Biopsiezange 8 betätigt wird.

Vorzugsweise ist das Stellelement 17 in seiner Längsausdeh- nung drehsteif ausgebildet und verdrehbar im Steuerkanal 6 geführt. Der Steuermechanismus und die Steuereinrichtung sind vorzugsweise so ausgebildet, wie es in der DE 100 45 036 A1 beschrieben ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Steuereinrichtung wird anhand der Figuren 3 und 4 erläutert. Im Steuerkanal 6 wird das Stellelement 17 in Längsrichtung geführt. Der Steuerka- nal 6 besitzt einen Außendurchmesser von beispielsweise 0,6 mm und einen Innendurchmesser von 0,4 mm. Das Stellelement 17 ist größtenteils als Röhrchen 21 ausgebildet mit einer Wandstärke von ca. 0,16 mm.. Der Innendurchmesser kann bei- spielsweise 0,2 mm und der Außendurchmesser 0,36 mm betra- gen. Das Stellelement besteht vorzugsweise aus Metall. Durch diese Ausgestaltung des Stellelements 17 erreicht man über seine gesamte Länge hin eine drehsteife Ausbildung um seine Längsachse 23. Ein am proximalen Ende 24 des Röhrchens 21

aufgebrachtes Drehmoment wird exakt zum distalen Ende 22 ü- bertragen, da das Stellelement 5 um seine Längsachse 23 über seine gesamte Länge hin drehsteif ausgebildet ist. Das Röhr- chen 21 erstreckt sich über den wesentlichen Teil der Länge des Katheters und kann eine Länge von etwa 1,70 m oder mehr haben.

Das proximale Ende 24 des Stellelementes 17 ist über ein Verbindungsstück 25 mit dem Steuergerät 16 für eine axiale Verschiebung (Doppelpfeil 26 in Figur 4) und Drehung (Dop- pelpfeil 27 in Figur 4) verbunden. Das distale Ende 22 des röhrchenförmigen Teiles 21 des Stellelementes 17 ist über eine Verbindungshülse 28 mit einer flexiblen Welle 29 ver- bunden. Die flexible Welle 29 bildet somit eine Verlängerung röhrchenförmigen Teils 21 des Stellelementes 17. Die flexib- le Welle 29 ist durch die Öffnung 20 im Katheter 1 nach au- ßen geführt und erstreckt sich an der Katheteraußenseite in Längsrichtung des Katheters. Im Bereich des distalen Kathe- terendes ist die flexible Welle 29 in der Verbindungsstelle 18 fest mit dem Katheter verbunden. Die Länge der flexiblen Welle 29 entspricht etwas mehr als der Länge des gemäß Figur 4 abzubiegenden Katheterteils und kann etwa 6 cm betragen, wobei etwa eine Länge von 3,0 cm bis 3,5 cm, insbesondere 3,2 cm außerhalb der Sonde 2 geführt sind.

Das Röhrchen 21 und die damit verbundene flexible Welle 29 sind in Längsrichtung verschiebbar am Katheter 1 gelagert.

Hierzu kann die Verbindungshülse 28 vom Ende des Steuerka- nals 6 einen entsprechenden Abstand von z. B. etwa 4 cm auf- weisen. Wenn auf das Stellelement 17 und die flexible Welle 29 mittels des Steuergerätes 16 ein Zug ausgeübt wird, er- reicht man eine Abwinkelung des distalen Katheterendes, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Das Stellelement 17 und die dazugehörige flexible Welle 29 sind hierzu in Längsrichtung

des Katheters 1 verschiebbar gelagert, wie es durch den Dop- pelpfeil 26 in Fig. 4 verdeutlicht ist.

Ferner sind der röhrchenförmige Teil 21 des Stellelements 17 und die flexible Welle 29 drehbar um die Achse 23 gelagert.

Bei abgewinkeltem Katheterende (Fig. 4) verläuft die Achse 23 im Bereich der flexiblen Welle 29 abgewinkelt. Wenn mit- tels des Steuergerätes 16 ein Drehmoment über das Verbin- dungsstück 25 auf das röhrchenförmige Teil 21 des Stellele- mentes 17 übertragen wird, wird dieses Drehmoment durch die axiale drehsteife Ausbildung des röhrchenförmigen Teils 21 auf die flexible Welle 29 übertragen, so dass auch die fle- xible Welle 29 um die Achse 23 gedreht wird. Diese Drehbewe- gungen sind in der Fig. 4 durch die Doppelpfeile 27,29 ver- deutlicht. Bei der Drehung der flexiblen Welle 29 wird auf das abgewinkelte distale Katheterende ein Drehmoment über- tragen, so dass dieses sich um eine Längsachse 30 des Kathe- ters 1 verschwenkt. Diese Schwenkbewegung ist durch einen Doppelpfeil 31 in der Fig. 4 verdeutlicht. Je nachdem, in welche Richtung das distale Katheterende geführt werden muss, kann über das Stellelement 17 eine Zugwirkung zur ent- sprechenden Abwinkelung des Katheterendes ausgeübt werden und anschließend das distale Katheterende in die erforderli- che Richtung im Sinne des Doppelpfeiles 31 um die Längsachse 30 des Katheters 1 geschwenkt werden. Mit Hilfe der am distalen Katheterende vorgesehenen Beobachtungsoptik 14, welche an ein Okular oder ein anderes Beobachtungsgerät wie Bildschirm oder Monitor angeschlossen sein kann, lässt sich eine exakte Führung des distalen Katheterendes im Arbeits- raum (Körperlumen) erreichen.

Hierdurch wird mit Hilfe des am proximalen Ende von Hand zu betätigenden Steuergerätes 16 die Steuerung der Bewegung des distalen Katheterendes quer zur Katheterachse sowie ein Dre-

hen des Katheters, insbesondere im Bereich seines distalen Ende erreicht. Die Beobachtungsoptik 14 und die Biopsiezange 8 werden dabei mitgeführt.

Das Stellelement 17 ist hierzu zumindest teilweise, jedoch über den größten Teil seiner Längsausdehnung als dünnes Röhrchen 21 ausgeführt. Ein am proximalen Ende des Stellele- ments 17 aufgebrachtes Drehmoment wird exakt bis zum dista- len Ende übertragen. Durch die Röhrchenform ist das Stell- element 17 über seine gesamte Länge hin drehsteif ausgebil- det.

[Bezugszeichenliste] 1 Katheter 2 Arbeitsstutzen 3 Arbeitskanal 4 Optikkanal 5 Spülkanal 6 Steuerkanal 7 Bewegungsübertragungseinrichtung 8 Biopsiezange 9 Eingang für Arbeitskanal 10 Eingang für Optikkanal 11 Eingang für Spülkanal 12 Eingang für Steuerkanal 13 Betätigungseinrichtung für Biopsiezange 14 Beobachtungsoptik 15 Beobachtungseinrichtung 16 Steuereinrichtung 17 drahtförmiges Stellelement 18 Verbindungsstelle 19 Spüleinrichtung 20 Öffnung 21 Röhrchen 22 distales Ende des Röhrchens 23 Längsachse des Stellelements 24 proximales Ende des Röhrchens 25 Verbindungsstück 26 Axialverschiebung 27 Drehrichtungen 28 Verbindungshülse 29 Drehrichtungen 30 Katheterlängsachse 31 Drehrichtungen