DE10018673A1 - Spitze für ein Ultraschallendoskop - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spitze (2) für ein Ultraschallendoskop, die einen beliebig biegsamen Abschnitt (1) hat. An diesen ist ein Spitzen-Hauptkörper (2) angeschlossen, der eine konvexe Ultraschall-Abtasteinheit (21) enthält. Das hintere Ende des Spitzen-Hauptkörpers (2) enthält eine Instrumentenöffnung (24) in der Mittes seines Querschnitts, daneben ein Betrachtungsfenster (28) und auf ihrer anderen Seite ein Beleuchtungsfenster (29) für ein zu untersuchendes Objekt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spitze für ein Ultraschallendoskop, das in die Luftröhre eingeführt wird, um diese optisch zu betrachten und Ultraschall-Schnittbilder von Scheiben der Luftröhre zu erhalten.

Ultraschallendoskope sind bereits bekannt. Sie werden meist für den Verdau­ ungstrakt eingesetzt. Solche Endoskope sind so konstruiert, daß an einem dista­ len Ende eines flexiblen Einführrohrs ein biegsamer Teil vorgesehen ist. Dieser kann im allgemeinen in beliebiger Richtung durch Betätigen am proximalen Ende gebogen werden. Ferner ist ein Hauptkörper am Ende, der eine Ultraschallabtast­ einheit und eine optische Betrachtungseinheit enthält, an die Spitze des biegsa­ men Teils angeschlossen.

Die optische Betrachtungseinheit hat zwei nach vorn geneigte Flächen, von de­ nen eine mit einer Führung für ein Behandlungsinstrument und die andere mit ei­ nem Betrachtungsfenster und einem Beleuchtungsfenster versehen ist. In der Führung für das Behandlungsinstrument ist ein kippbarer Tisch angeordnet, der zum Einstellen der Ausschubrichtung des Behandlungsinstruments ferngesteuert betätigt werden kann.

Ein optisches Objektivsystem zur Betrachtung ist vorzugsweise so aufgebaut, daß ein gegenüber der Ausrichtung des Einführrohrs geneigter Bereich betrachtet werden kann, so daß ein durch Ultraschall abgetasteter Teil und die optische Achse des optischen Objektivsystems vorzugsweise unter einem Winkel von 45 bis 60° gegenüber der Vorwärtsrichtung des Einführrohrs geneigt sind.

Das so aufgebaute Ultraschallendoskop kann nicht in die Luftröhre eingeführt werden, da sein Außendurchmesser zu groß ist. Es ist dabei schwierig, den Außendurchmesser des Einführrohrs zu verringern, wenn die mechanische Stabi­ lität/Konstruktion zu berücksichtigten ist.

Ferner sind die bisherigen Ultraschallendoskope nicht zum Betrachten der Luft­ röhre geeignet, und das Einführrohr kann nur halb-blind eingeführt werden. Wird dann die Schleimhaut in der Luftröhre stark beeinflußt, so kann der Patient einen Hustenreiz bekommen, so daß die Untersuchung gestört wird.

Ferner besteht ein Zweck des Einsatzes des Ultraschallendoskops in der Luftröh­ re darin, eine Punktion mit einer Punktionsnadel durchzuführen und die Ultra­ schall-Querschnittsbilder der Lymphknoten im Bereich der Luftröhre zu überwa­ chen.

Die Lymphknoten haben zur Wand der Luftröhre einen Abstand von mindestens 2 mm bis zu 10 bis 15 mm. Wenn das übliche Ultraschallendoskop für die Punk­ tion verwendet wird, können die relativ weit von der Wand der Luftröhre entfernt liegenden Lymphknoten außerhalb des Bereichs der Ultraschallabtastung liegen, so daß ihre Position nicht genau bestimmt werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Spitze für ein Ultraschallendoskop anzugeben, die in der Luftröhre einsetzbar ist und deren optische Betrachtung ermöglicht. Ferner soll das Betrachten der Ultraschallbilder von Lymphknoten auch in größerem Abstand von der Wand der Luftröhre sowie eine sichere Punk­ tion ermöglicht werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 7. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die Erfindung nach Anspruch 1 wird die Spitze des Ultraschallendoskops ausreichend schmal und kann daher leicht in die Luftröhre eingeführt werden. Ferner kann der vordere Teil der eingeführten Spitze optisch betrachtet werden, was ein ungehindertes Bewegen in der Luftröhre ermöglicht.

Bei der Lösungsmöglichkeit nach Anspruch 7 kann die Ultraschallsonde bei Be­ obachtung des optischen Bildes ihres vorderen Teils eingeführt werden, und es ist eine sichere Punktion möglich, da die Lymphknoten unabhängig von ihrem Ab­ stand zur Wand der Luftröhre im Bereich der Ultraschallabtastung liegen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt der Spitze eines Ultraschallendoskops als Ausfüh­ rungsbeispiel,

Fig. 2 den Schnitt II-II aus Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt III-III aus Fig. 1,

Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 1,

Fig. 5 die Vorderansicht der Spitze des Endoskops in Blickrichtung V in Fig. 1,

Fig. 6 den Schnitt VI-VI aus Fig. 5,

Fig. 7 den Längsschnitt der Spitze des Ultraschallendoskops, eingescho­ ben in eine Luftröhre,

Fig. 8 den Längsschnitt der Spitze des Ultraschallendoskops, eingescho­ ben in eine Luftröhre, und

Fig. 9 den Längsschnitt der Spitze des Ultraschallendoskops bei einer Punktion in einer Luftröhre.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt der Spitze eines Ultraschallendoskops, das ein fle­ xibles Einführrohr hat, an dessen Spitze ein biegsamer Teil 1 ausgebildet ist.

Der biegsame Teil 1 hat mehrere, z. B. fünf bis fünfzehn, Ringelemente 11, die miteinander durch Niete 12 verbunden sind, so daß sie sich um diese Niete 12 relativ zueinander drehen können. An dem Ringelement 11a am äußersten Ende der verbundenen Ringelemente 11 enden ein oberer und ein unterer Betäti­ gungsdraht 13, die an einer nicht dargestellten Bedieneinheit am proximalen Ende des Einführrohrs so gezogen werden, daß der Biegewinkel des biegsamen Teils 1 beliebig geändert werden kann.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind alle Ringelemente 11 in derselben Richtung geneigt, und der biegsame Teil 1 ist in der Zeichenebene der Fig. 1 biegsam. Der biegsame Teil 1 kann also bezüglich Fig. 1 nach oben und unten gebogen werden. An der Innenfläche eines jeden Ringelements 11 steht oben und unten eine Drahtführung 14 zum Führen des Betätigungsdrahtes 13 nach innen ab. Die Außenfläche des biegsamen Teils 1 ist mit einer Hülle 15 aus elastischem Mate­ rial, beispielsweise Gummi, versehen.

Ein Hauptkörper 2 ist mit dem distalen Ende des biegsamen Teils 1 verbunden. Die vordere Hälfte des Hauptkörpers 2 ist eine Ultraschallabtasteinheit 2a, die hintere Hälfte eine Betrachtungseinheit 2b.

Die Ultraschallabtasteinheit 2a ist mit einer Ultraschallsonde 21 des sogenannten konvexen Typs versehen. Die Spitze 2, wo die Ultraschallsonde 21 liegt, hat in der Seitenansicht eine konvexe Form, z. B. einen bogenförmigen Teil, dessen Ra­ dius 10 mm beträgt, und mehrere Ultraschall-Aufnahmeelemente sind auf dem bogenförmigen Teil angeordnet.

Mit der Ultraschallsonde 21 wird eine Sektorabtastung durchgeführt. Die zentrale Achse der Ultraschallsonde 21 ist nach oben gegenüber der Ausrichtung der Spitze 2 unter einem Winkel von 75 bis 90° geneigt. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel werden in einem Sektorbereich von 65° Ultraschallsignale abgegeben und aufgenommen. Somit gilt 75° ≦ θu ≦ 90° und U = 65°. Dann wird ein Quer­ schnittsbild einer Scheibe eines Objekts auf einem nicht dargestellten Sichtgerät abgebildet.

Signalleitungen 22a und 22b erstrecken sich von der Ultraschallabtasteinheit 2a nach rückwärts und sind in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt, die Querschnitte der Spitze 2 des Ultraschallendoskops 100 längs der Linien II-II, III-III und IV-IV aus Fig. 1 zeigen. Die Signalleitungen 22a und 22b sind nebeneinander im unteren Teil der Spitze 2 angeordnet.

Wie Fig. 3 und 4 zeigen, sind der untere Betätigungsdraht 13 und dessen Draht­ führung 14 zwischen den Signalleitungen 22a und 22b eingeschlossen, so daß der Raum in dem biegsamen Teil 1 effektiv genutzt wird.

Wie Fig. 1 zeigt, hat die Betrachtungseinheit 2b eine Austrittsöffnung 24 für ein Behandlungsinstrument, das in Richtung zur Abtastfläche der Ultraschallsonde 21 vorstehen kann. Die zentrale Achse der Austrittsöffnung 24 ist aufwärts gegen­ über der Ausrichtung des Hauptkörpers 2 unter einem Winkel von z. B. 25° ge­ neigt. Dieser Winkel θt ist also kleiner als der Winkel θu.

Die Austrittsöffnung 24 steht mit einem Instrumentenkanal 25 in Verbindung, der über ein Verbindungsrohr 26 über die gesamte Länge des Einführrohrs des Endo­ skops 100 verläuft. Um den Außendurchmesser der Spitze 2 zu verkleinern, fehlt an der Austrittsöffnung 24 ein kippbarer Tisch, der, wie oben beschrieben, zum Einstellen der Vorstehrichtung des Instruments o. ä. dienen würde.

Fig. 5 zeigt die Vorderansicht der Spitze 2 in Blickrichtung V aus Fig. 1. In dem zentralen Bereich einer geneigten Fläche im oberen Teil der Spitze der Betrach­ tungseinheit 2a ist die Austrittsöffnung 24 angeordnet. Auf einer Seite der Aus­ trittsöffnung 24 liegt ein Betrachtungsfenster 28 zum optischen Betrachten des gegenüber der Abtastrichtung der Ultraschallsonde 21 nach vorn geneigten Be­ reichs, und auf der anderen Seite der Austrittsöffnung 24 liegt ein Fenster 29 zur Abgabe von Licht zum Beleuchten des zu betrachtenden Bereichs.

Fig. 6 zeigt den Querschnitt der Spitze 2 des Ultraschallendoskops 100 längs der Linie VI-VI aus Fig. 5. Der Querschnitt des biegsamen Teils 1 liegt in einer Ebene, durch die auch die zentrale Achse verläuft, wie Fig. 1 zeigt.

In dem Betrachtungsfenster 28 ist ein optisches Objektivsystem 30 angeordnet. In der Bildebene des optischen Systems 30 liegt die Stirnfläche eines Lichtleitfaser­ bündels 31, das über die gesamte Länge des Einführrohrs 1 verläuft.

Die Betrachtungsrichtung des optischen Objektivsystems 30 ist unter einem Win­ kel von z. B. 15° gegenüber der Ausrichtung der Spitze 2 nach oben geneigt, d. h. θo = 15°. Somit kann ein geneigter vorderer Bereich einschließlich der Fläche der Ultraschallsonde 21 durch ein nicht dargestelltes Okular betrachtet werden. Der Winkel θo ist nicht auf 15° begrenzt, er kann 5° bis 45° betragen. Vorzugsweise liegt er im Bereich von 10° bis 20°, wenn ein Frontbereich zu betrachten ist. Die zentrale Achse des durch das Beleuchtungsfenster 29 abgegebenen Lichts kann eine ähnliche Lage haben.

Fig. 7 und 8 zeigen schematisch Querschnitte der Spitze 2 des Ultraschallendo­ skops 100, wenn sie in eine Luftröhre eingesetzt ist.

Da die Betrachtungsrichtung unter 15° gegenüber der Einführrichtung geneigt ist, wie es Fig. 7 zeigt, kann ein Teil der Luftröhre 70 vor der Spitze des Hauptkörpers 2 betrachtet werden. Der Hauptkörper 2 kann also leicht eingeführt werden, ohne an der Oberfläche der Schleimhaut zu reiben.

Wie Fig. 8 zeigt, steht aus der Instrumentenöffnung 24 eine Punktionsnadel 50 heraus. Diese ist unter einem Winkel θt von z. B. 25° geneigt. Wie Fig. 8 zeigt, ist θt größer als θo. Da θo relativ klein ist und z. B. 15° beträgt, kann die Spitze des Endoskops leicht in die Luftröhre 70 eingeführt und dabei der Vorwärtsbereich durch das Betrachtungsfenster 28 betrachtet werden. Da θt relativ groß ist und z. B. 25° beträgt, kann auch bei Lage eines Lymphknotens in einem tiefen Teil der Luftröhre 70 die Punktionsnadel 50 eingeführt werden und gleichzeitig die Lage durch die Betrachtungseinheit 2b betrachtet werden. Die Punktionsnadel 50 kann durch die Betrachtungseinheit 2b erkannt werden, obwohl θt größer als θo ist.

Fig. 9 zeigt schematisch einen Querschnitt der Spitze des Ultraschallendoskops in einer Luftröhre bei einer Punktion eines Lymphknotens 71 mit der Punktions­ nadel 50. Um ein Scheibenbild des Lymphknotens 71 aufzunehmen, sollte keine Luftschicht zwischen der Ultraschallsonde 21 und der Innenwand der Luftröhre 70 vorhanden sein.

Hierzu wird die Oberfläche der Ultraschallsonde 21 vor dem Einführen in die Luft­ röhre 70 mit Xylocain-Gel 60 o. ä. versehen. Das Gel 60 gelangt beim Einführen zwischen die Innenwand der Luftröhre 70 und die Oberfläche der Sonde 21, so daß zwischen beiden keine Luftschicht ausgebildet wird.

Ist der Krümmungsradius R der Ultraschallsonde 21 zu klein, können beide Sei­ tenteile der Sonde 21 von der Luftröhre 70 getrennt sein. In diesem Fall kann eine Luftschicht auch bei Verwendung von Xylocain-Gel 60 vorhanden sein, so daß geeignete Ultraschall-Scheibenbilder nicht aufgenommen werden können.

Wenn andererseits der Krümmungsradius R zu groß ist, ist der Abtastwinkel für die Sektorabtastung zu klein. Es wird dann schwierig, den Lymphknoten 71 zu extrahieren. In diesem Fall sollte eine größere Ultraschallsonde verwendet wer­ den, um einen ausreichenden Abtastbereich (Winkelbereich) zu erhalten. Wird eine größere Sonde verwendet, so ist deren Einführen in die Luftröhre aber schwierig.

Ein experimentell ermittelter Krümmungsradiusbereich für die Ultraschallsonde 21 liegt zwischen 5 und 15 mm. Wird die Ultraschallsonde 21 verkleinert, so kann der Krümmungsradius R in einen Bereich von 2 bis 3 mm kommen.

Die Lymphknoten sind mit einem Abstand von 2 mm oder auch von 10 bis 15 mm zur Wand der Luftröhre 70 angeordnet. Mit dem vorstehend beschriebenen Aus­ führungsbeispiel kann die Lage des Lymphknotens 71 mit den mit der Ultraschall­ sonde 21 erhaltenen Ultraschall-Scheibenbildern unabhängig von dem Ort über­ wacht und eine Punktion durchgeführt werden, da der Winkel der Punktionsnadel 50 hierzu sehr gut geeignet ist.

Claims (10)

1. Spitze für ein Ultraschallendoskop mit einem flexiblen Einführrohr, einem an dessen Ende ausgebildeten biegsamen Teil, der in beliebiger Richtung längs einer vorbestimmten Ebene biegsam ist, einem mit einer Ultra­ schallabtasteinheit versehenen Spitzen-Hauptkörper und einer mit einem Ende des biegsamen Teils verbundenen Betrachtungseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Hauptkörpers versehen ist mit:
einer Instrumentenöffnung zum Ausschieben eines Behandlungsinstruments in eine gegenüber der Ausrichtung des Hauptkörpers geneigte Richtung an einer zentralen Stelle des Querschnitts des hinteren Endes des Hauptkör­ pers,
einem Betrachtungsfenster zum Betrachten eines gegenüber der Ausrich­ tung des Hauptkörpers geneigten Bereichs, der gegenüber der Abtastrich­ tung der Ultraschallsonde nach vorn ausgerichtet ist, neben der Instrumen­ tenöffnung, und
einem Beleuchtungsfenster zum Abgeben von Licht auf einen durch das Be­ trachtungsfenster zu betrachtenden Bereich auf der anderen Seite der In­ strumentenöffnung.

2. Spitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschubrich­ tung des Behandlungsinstruments gegenüber der Abtastrichtung der Ultra­ schallsonde nach vorn ausgerichtet ist.

3. Spitze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ trachtungsrichtung durch das Betrachtungsfenster unter einem Winkel von 5 bis 45° gegenüber der Ausrichtung des Hauptkörpers geneigt ist.

4. Spitze nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Abtastrichtung der Ultraschallsonde unter einem Winkel von 75° bis 90° gegenüber der Ausrichtung des Hauptkörpers geneigt ist.

5. Spitze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Oberfläche der Ultraschallsonde eine sphärisch-konvexe Flä­ che mit einem Krümmungsradius von 5 bis 15 mm ist.

6. Spitze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Signalübertragungsmittel zum Abgeben/Empfangen elektrischer Signale mit der Ultraschallabtasteinheit, mit zwei Leitungen, die längs des Einführrohrs nebeneinanderliegend verlaufen.

7. Spitze für ein Ultraschallendoskop mit einem flexiblen Einführrohr, einem Spitzen-Hauptkörper mit einer Ultraschallabtasteinheit und einer Betrach­ tungseinheit an einem Ende des Einführrohrs,
mit einer konvexen Ultraschallsonde zur Sektorabtastung in dem spitzensei­ tigen Ende des Hauptkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Hauptkörpers enthält:
eine Instrumentenöffnung zum Ausschieben eines Behandlungsinstruments in eine gegenüber der Ausrichtung des Hauptkörpers geneigte Richtung, die auf einen Vorwärtsbereich gegenüber der Abtastrichtung der Ultraschallab­ tastung ausgerichtet ist, und
ein Betrachtungsfenster zum Betrachten eines geneigten Bereichs, der ge­ genüber der Ausschubrichtung des Behandlungsinstruments nach vorn ausgerichtet ist.

8. Spitze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Ab­ tastrichtung der Ultraschallsonde unter einem Winkel von 75° bis 90° ge­ genüber der Vorwärtsrichtung des Einführrohrs geneigt ist.

9. Spitze nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflä­ che der Ultraschallsonde eine sphärisch-konvexe Fläche mit einem Krüm­ mungsradius von 5 bis 15 mm ist.

10. Spitze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betrachtungs­ achse durch das Betrachtungsfenster unter einem Winkel von 5° bis 45° ge­ genüber der Ausrichtung des Einführteils geneigt ist.