DE10157026B4

DE10157026B4 - Ultraschallendoskop

Info

Publication number: DE10157026B4
Application number: DE10157026A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Ohara; Toshiyuki Hashiyama
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: US20020062082A1; US6468221B2; DE10157026A1

Abstract

Ultraschallendoskop mit
einem rohrförmigen Biegeteil, der an die Spitze eines flexiblen Einführrohrs angeschlossen und fernbetätigt in zwei vorbestimmten, zueinander senkrechten Biegerichtungen biegbar ist,
einer mit dem Biegeteil in Wirkverbindung stehenden Ultraschallsonde mit mehreren umlaufend angeordneten Ultraschallvibratoren, die Ultraschallwellen radial aussenden und deren Echos empfangen, gekennzeichnet durch eine flexible Leiterplatte, die auf die Ultraschallwellen und deren Echos bezogene Signale überträgt und in dem Biegeteil von mehreren längs der Mittelachse des Biegeteils verlaufenden flexiblen Leiterplattenstreifen gebildet ist, die eine Biegebewegung ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschallendoskop, das Ultraschallwellen für die Diagnose erkrankten Gewebes einsetzt. Insbesondere betrifft die Erfindung die Konstruktion der Spitze des Ultraschallendoskops.

Ein Ultraschallendoskop hat an seinem distalen Ende eine Ultraschallsonde mit Ultraschallvibratoren, die Ultraschallwellen erzeugen. Die Ultraschallsonde sendet Ultraschallwellen aus und empfängt deren Echos.

Für das Abtastverfahren wird eine Radialabtastung oder eine Linearabtastung angewendet. Zum Diagnostizieren eines Organs, z.B. einer Körperhöhle, in das das Ultraschallendoskop nicht eingeführt werden kann, wird die Radialabtastung vorgenommen. Das Endoskop wird dabei so in Richtung des Organs eingeführt, dass es an dieses angrenzt, wobei von der Ultraschallsonde radial Ultraschallwellen ausgesendet werden. Üblicherweise wird eine Radialabtastung mechanischer Art vorgenommen, bei der eine Reihe von Ultraschallvibratoren in einer Linie längs der Sondenachse angeordnet sind und um diese Achse umlaufen, um so die Ultraschallwellen radial auszusenden.

Bei der Radialabtastung mechanischer Art kann jedoch kein Farbbild, das zum Teil rot (R), grün (G) und blau (B) gefärbt und für die Diagnose erkrankter Teile besonders wirkungsvoll ist, auf dem Monitor dargestellt werden.

Beim Betätigen des Biegeteils wirken unterschiedliche Kräfte auf die Signalübertragungselemente, die auf die Ultraschallwellen und deren Echos bezogene Signale übertragen. Aus diesem Grunde müssen die in dem distalen Ende des Endoskops vorgesehenen Signalübertragungselemente größere Beständigkeit oder Stabilität gegenüber der Biegebewegung haben.

Ein Ultraschallendoskop der oben beschriebenen Art ist aus Druckschrift US 4 860 758 bekannt. Zum Stand der Technik wird ferner auf die Druckschrift DE 37 16 964 C2 verwiesen, in der ein Ultraschallendoskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart ist. Schließlich wird auf die Druckschriften DE 42 07 577 A1 und DE 195 39 163 A1 verwiesen, aus denen die Verwendung von flexiblen, einstückigen Leiterplatten bei Ultraschallendoskopen bekannt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ultraschallendoskop anzugeben, das zu Diagnosezwecken ein zu betrachtendes Bild liefert und in seiner Biegebewegung besonders stabil ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Ultraschallendoskop mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.

Das erfindungsgemäße Ultraschallendoskop dient der Durchführung einer elektronischen Radialabtastung. Ein als Rohr ausgebildeter Biegeteil ist an die Spitze eines flexiblen Rohrs angeschlossen, das in den Körper, z.B. in ein Organ eingeführt wird. Das flexible Rohr ist normalerweise an einen Bedienteil des Endoskops angeschlossen. Die Bedienperson, z.B. ein Arzt, biegt den Biegeteil durch Betätigen eines Bedienknopfes, der in Wirkverbindung mit dem Biegeteil steht. Der Biegeteil wird also fernbetätigt gebogen.

Eine Ultraschallsonde für die elektronische Radialabtastung steht in Verbindung mit dem Bedienteil. Beispielsweise ist ein starrer Spitzenbasisteil an den Biegeteil angeschlossen und das Ultraschallendoskop an diesem Spitzenbasisteil angebracht.

Die Ultraschallsonde hat mehrere Ultraschallvibratoren, die umlaufend angeordnet sind, um die elektronische Radialabtastung vorzunehmen. Die Ultraschallvibrato ren senden Ultraschallwellen radial um die Mittelachse der Ultraschallsonde aus und empfangen deren Echos.

Gemäß der Erfindung ist in dem Endoskop eine flexible Leiterplatte angeordnet. Die flexible Leiterplatte überträgt auf die Ultraschallwellen und deren Echos bezogene Signale, so dass man in der Ultraschall-Diagnoseeinrichtung ein Ultraschallbild erhält, das ein Schnittbild des Körpers darstellt. Wird eine elektronische Abtastung, also keine mechanische Abtastung, durchgeführt, so erhält man nach Bedarf ein Ultraschall-Farbbild, in dem gleichzeitig mehrere Ultraschallwellen unterschiedlicher Frequenz ausgesendet werden, oder ein Ultraschall-Impulsbreitenbild durch Einfärben entsprechend dem Kontrast der Echos. Diese Bilder erhält man durch mechanische Radialabtastung nicht.

In dem Biegeteil wird die flexible Leiterplatte von mehreren flexiblen Leiterplattenstreifen gebildet, so dass eine Biegebewegung möglich ist, also ein gewisser Widerstand gegen die Biegebewegung erzeugt werden kann. Die flexible Leiterplattenstreifen erstrecken sich längs der Mittelachse des Biegeteils. Das Element zur Signalübertragung in dem Biegeteil besteht aus mehreren flexiblen Leiterplattenstreifen, die ein Knicken oder Brechen während der Betätigung des Biegeteils verhindern. Die flexiblen Leiterplattenstreifen ermöglichen die umlaufende Anordnung der Ultraschallvibratoren und damit die elektronische Radialabtastung. Die Breite jedes Leiterplattenstreifens wird in Abhängigkeit des Radius des Biegeteils festgelegt.

Die flexiblen Leiterplattenstreifen sind beständig oder stabil, also bis zu einem gewissen Grad widerstandsfähig gegen die Biegebewegung des Biegeteils. Genauer gesagt, werden auch Gestaltungen angegeben, welche die flexiblen Leiterplattenstreifen vor einer plötzlichen Knickbiegung ("snapping flexure") schützen und sie stärken. Mit "Knickbiegung" ist gemeint, dass die flexiblen Leiterplattenstreifen in spitzem Winkel gebogen, d.h. geknickt, gebrochen oder in eine spitze Wellenform gleichsam einer Sägezahnwelle gebracht werden.

Während der Biegeteil betätigt wird, wirken Druck- und Dehnkräfte längs der Mittelachse auf den Leiterplattenstreifen. Um bei Einwirkung der Druck- und Dehnkräfte keine Knickbiegung, sondern eine glatte und sanfte Biegung zu verursachen, sind vorzugsweise flexible Schutzelemente vorgesehen. Die flexiblen Schutzelemente erstrecken sich jeweils längs der Mittelachse und umhüllen jeweils mindestens einen ihnen zugeordneten Streifen der flexiblen Leiterplattenstreifen. Da in der Schnittansicht die Dicke des Biegeteils bezogen auf die flexiblen Leiterplattenstreifen zunimmt, wird der Biegewiderstand größer, so dass sich die flexiblen Leiterplattenstreifen locker, glatt und sanft längs der Mittelachse biegen. Um für eine feste Umhüllung der flexiblen Leiterplattenstreifen zu sorgen, werden vorzugsweise Wärmeschrumpfschläuche als flexible Schutzelemente verwendet. Die Wärmeschrumpfschläuche umhüllen die flexiblen Leiterplattenstreifen nach dem Wärmeschrumpfprozess fest. Um noch mehr Beständigkeit oder Stabilität zu erreichen, werden aus den flexiblen Leiterplattenstreifen mehrere Streifenbündel gebildet, die jeweils aus mindestens zwei Leiterplattenstreifen bestehen. Die Streifenbündel können dann in der Weise umhüllt werden, dass jedes Bündel mit einem flexiblen Schutzelement überzogen wird.

Um eine Knickbiegung zu vermeiden, ist vorzugsweise die erste Verdrahtung, die auf die Leiterplattenstreifen gedruckt ist, stärker oder fetter als die zweite Verdrahtung, die auf einen an die Ultraschallsonde angeschlossenen Anschlussteil der flexiblen Leiterplatte gedruckt ist. Allgemein ist die Zahl der Signalleitungen der zweiten Verdrahtung durch die Zahl und die Anordnungsabstände der Ultraschallvibratoren festgelegt. Um Ultraschallbilder hoher Qualität zu erhalten, ist es erforderlich, möglichst viele Ultraschallvibratoren anzuordnen und damit die zweite gedruckte Verdrahtung so dünn wie möglich auszubilden. In dem Biegeteil wird die erste gedruckte Verdrahtung stärker oder fetter als die zweite gedruckte Verdrahtung, wodurch verhindert wird, dass die flexiblen Leiterplatten bei ihrer Biegung knicken oder brechen.

Die flexible Leiterplatte kann aus einer einzelnen rechteckigen flexiblen Leiterplatte gefertigt werden. In diesem Fall wird diese rechteckige flexible Leiterplatte so geschnitten, dass mehrere flexible Leiterplattenstreifen ausgebildet werden.

Dann wird die geschnittene Leiterplatte rund geformt und so in eine zylindrische Form gebracht. Um die erste gedruckte Verdrahtung stärker oder fetter auszubilden, ist die Länge des geschnittenen Teils der rechteckigen flexiblen Leiterplatte größer als die Länge des Anschlussteils.

Um bei der Einwirkung von Druck- und Dehnkräften für eine glatte Biegung der Leiterplattenstreifen zu sorgen, sind vorzugsweise flexible Lagen vorgesehen, die sich längs der Mittelachse erstrecken. Jedes dieser flexiblen Lagen ist auf einem ihr zugeordneten Leiterplattenstreifen gestapelt. Da die Dicke des Biegeteils im Schnitt verglichen mit den flexiblen Leiterplattenstreifen zunimmt, wird auch der Biegewiderstand größer, so dass sich die Leiterplattenstreifen glatt und sanft längs der Mittelachse biegen. Um für eine feste Umhüllung der flexiblen Leiterplatten zu sorgen, sind vorzugsweise Wärmeschrumpfschläuche vorgesehen, welche die Leiterplattenstreifen und die flexiblen Lagen nach einem Wärmeschrumpfprozess fest umhüllen.

Um bei Einwirken der Druck- und Dehnkräfte für eine glatte und sanfte Biegung der flexiblen Leiterplattenstreifen zu sorgen, sind vorzugsweise elastische Elemente vorgesehen, die sich längs der Mittelachse erstrecken. Jedes dieser elastischen Elemente kontaktiert fest einen ihm zugeordneten Leiterplattenstreifen. Da die elastischen Elemente die Druck- und Dehnkräfte absorbieren, wird die Biegung der Leiterplattenstreifen glatt und gleichmäßig.

Üblicherweise besteht der Biegeteil aus einer Reihe von ringförmigen Segmenten, die über Gelenke aneinandergekoppelt sind. Damit die Leiterplattenstreifen während der Biegebewegung nicht zwischen den ringförmigen Segmenten gequetscht werden, berühren die elastischen Elemente jeweils den ihnen zugeordneten Leiterplattenstreifen derart, dass der Leiterplattenstreifen in der Schnittansicht des Biegeteils zwischen seinem elastischen Element und der Mittelachse angeordnet ist. Die elastischen Elemente befinden sich also näher am Umfang als die Leiterplattenstreifen. Um für eine feste Umhüllung der Leiterplattenstreifen zu sorgen, können Wärmeschrumpfschläuche vorgesehen sein, die die elastischen Elemente mit den Leiterplattenstreifen nach einer Wärmeschrumpfung fest umhüllen. Vor zugsweise sind die elastischen Elemente jeweils als elastischer Draht oder als Schraubenfeder ausgebildet. Im Falle eines elastischen Drahtes mit elastischen Eigenschaften bestehen die elastischen Elemente vorzugsweise jeweils aus miteinander verdrillten Metalldrähten, einem einzelnen Metalldraht mit elastischen Eigenschaften oder einem superelastischen Legierungsstahl.

Die Erfindun wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert.
Darien zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Ultraschallendoskops als erstes Ausführungsbeispiel,
2 den Teil Spitzenbasisteil des Ultraschallendoskops,
3 eine Seitenansicht des Spitzenbasisteils und der Ultraschallsonde, von der linken Seite aus betrachtet,
4 eine Vorderansicht des Ultraschallendoskops,
5 eine schematische seitliche Schnittansicht der Ultraschallsonde durch die Mittelachse der Spitze und in vertikaler Richtung,
6 eine schematische Schnittansicht der Ultraschallsonde längs der in 5 gezeigten Linie I-I', von vorne betrachtet,
7 eine schematische perspektivische Ansicht einer flexiblen Leiterplatte, die in dem Endoskop ausgebildet ist,
8 die flexible Leiterplatte im flachen Zustand,
9A bis 9C Schnittansichten der in dem Spitzenbasisteil vorgesehenen flexiblen Leiterplatte und des Biegeteils,
10 eine schematische Darstellung von Signalleitungen in dem flexiblen Rohr,
11 eine Schnittansicht des Biegeteils, von der Spitze aus betrachtet,
12 eine Schnittansicht eines Streifenbündels, das mit einem elastischen Silikonschlauch überzogen ist,
13 eine Schnittansicht eines Biegeteils eines zweiten Ausführungsbeispiels,
14 eine Schnittansicht eines Biegeteils eines dritten Ausführungsbeispiels,
15A bis 15D Schnittansichten von flexiblen Lagen und flexiblen Leiterplattenstreifen,
16 eine Schnittansicht eines Biegeteils eines vierten Ausführungsbeispiels, und
17 eine Schnittansicht eines Biegeteils eines fünften Ausführungsbeispiels.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert.
1 ist eine Seitenansicht eines Ultraschallendoskops, das ein Ausführungsbeispiel darstellt. 2 zeigt einen Teil der Spitze des Ultraschallendoskops.
Ein Ultraschallendoskop 10 hat ein flexibles Rohr 11, einen Bedienteil 15, ein erstes und ein zweites angeschlossenes Rohr 18A und 18B, sowie ein erstes und ein zweites Anschlussteil 80A und 80B. Am distalen Ende des flexiblen Rohrs 11 und damit des Endoskops 10 sind ein Biegeteil 12, ein Spitzenbasisteil 13 und eine Ultraschallsonde 14 vorgesehen.
Der Biegeteil 12 ist mit der Spitze des flexiblen Rohrs 11 verbunden. Der Spitzenbasisteil 13 ist an dem Biegeteil 12 und die Ultraschallsonde 14 an dem Spitzenbasisteil 13 angebracht. Das erste und das zweite Anschlussteil 80A und 80B sind mit dem ersten bzw. dem zweiten Rohr 18A, 18B verbunden. Die beiden Rohre 18A und 18B sind an den Bedienteil 15 angeschlossen. Das flexible Rohr 11, das in ein Organ, z.B. eine Körperhöhle, eingeführt wird, ist mit dem Bedienteil 15 verbunden.
Wird eine Diagnose vorgenommen, so wird das erste Anschlussteil 80A an einen nicht gezeigten Videoprozessor mit Lichtquelle und Signalprozessorschaltungen und das zweite Anschlussteil 80B an eine nicht gezeigte Ultraschall-Diagnoseeinrichtung angeschlossen und anschließend das flexible Rohr 11 in die Körperhöhle eingeführt. Ein erster Monitor, der das zu betrachtende Farbbild darstellt, ist an den Videoprozessor angeschlossen, während ein zweiter Monitor, der ein Ultraschallbild darstellt, an die Ultraschall-Diagnoseeinrichtung angeschlossen ist. Eine Bedienperson, z.B. ein Arzt, betätigt mit der rechten Hand einen Satz Bedienknöpfe 16, der aus einem Auf/Ab-Knopf 16A und einem Links/Rechts-Knopf 16B besteht und an dem Bedienteil 15 angeordnet ist. Die Bedienperson hält dann das flexible Rohr 11 in ihrer linken Hand und führt es in den Körper des Patienten in Richtung des zu betrachtenden Organs ein.
Im folgenden wird die "Auf/Ab"-Richtung auch als vertikale Richtung und "Links/Rechts"-Richtung" auch als horizontale Richtung bezeichnet.
Zwischen dem ersten Anschlussteil 80A und der Ultraschallsonde 14 ist ein Paar Lichtleitfaserbündel vorgesehen, die in den Figuren nicht gezeigt sind. Von der in dem Videoprozessor vorgesehenen Lichtquelle abgestrahltes Licht tritt durch die Lichtleitfaserbündel und wird von deren distalen Enden, d.h. dem distalen Ende des Ultraschallendoskops 10 ausgesendet. Das zu betrachtende Objekt wird so mit dem Licht beleuchtet, das die Lichtleitfaserbündel aussenden.
Das Ultraschallendoskop 10 fungiert als Videobeobachtungsgerät (Videoendoskop). So sind in der Ultraschallsonde 14 ein nicht gezeigtes Objektiv und ein nicht gezeigter Bildsensor, z.B. eine ladungsgekoppelte Vorrichtung, kurz CCD, vorgesehen. In dem Ultraschallendoskop 10 ist ein nicht gezeigtes Bildsignalkabel angeordnet, das den Bildsensor mit dem Videoprozessor verbindet. Das an dem Objekt reflektierte Licht tritt durch das Objektiv und erreicht den Bildsensor. Auf dem Bildsensor wird das Objektbild erzeugt. Außerdem werden dem Objektbild entsprechende Bildsignale erzeugt. Diese Bildsignale werden aus dem Bildsensor ausgelesen und dem Videoprozessor zugeführt. In dem Videoprozessor werden die Bildsignale verschiedenen Prozessen unterzogen, so dass Videosignale wie ein NTSC-Signal erzeugt werden. Diese Videosignale werden dann an den ersten Monitor ausgegeben, so dass auf diesem das Objektbild dargestellt wird.
Der Biegeteil 12 wird von der Bedienperson ferngesteuert gebogen, indem der Auf/Ab-Knopf 16A und/oder der Links/Rechts-Knopf 16B betätigt werden. Die beiden Knöpfe 16A und 16B, die sich an der rechten Seitenfläche 15S des Bedienteils 15 befinden, sind jeweils als drehbare Scheibe ausgebildet und über nicht gezeigte Drähte mit dem Biegeteil verbunden. Durch Drehen des Auf/Ab-Knopfes 16A und des Links/Rechts-Knopfes 16B wird der Biegeteil 12 in zwei Biegerichtungen gebogen, nämlich in der mit UD bezeichneten Auf/Ab-Richtung und in der Links/Rechts Richtung.
Ist das flexible Rohr 11 so gestreckt, dass es gerade und unverdreht ist, so wird seine Mittelachse PL zu einer geraden Linie und der Bedienteil 15 ist längs dieser Mittelachse PL ausgebildet. Befindet sich der Biegeteil 12 in neutraler Stellung, so erstreckt er sich längs der Mittelachse PL. Legt man gemäß 2 die Mittelachse des Biegeteils 12 mit SD und die Mittelachse der Spitze des starren Spitzenbasisteils 13 und der starren Ultraschallsonde 14 mit RD fest, so fallen die Mittelachse SD und die Mittelachse RD der Spitze mit der Mittelachse PL zusammen.
Dreht die Bedienperson den Auf/Ab-Knopf 16A im Gegenuhrzeigersinn CCW, so biegt sich der Biegeteil 12 nach oben, wie die gestrichelte Linie in 2 zeigt. Die Ultraschallsonde 14 nimmt also gegenüber der Mittelachse PL einen bestimmten Winkel ein. Dreht die Bedienperson den Auf/Ab-Knopf 16A im Uhrzeigersinn CW, so biegt sich der Biegeteil 12 nach unten. Entsprechend biegt sich der Biegeteil 12 nach links und rechts, indem der Links/Rechts-Knopf 16B im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn gedreht wird.
Beim Einführen des flexiblen Rohrs 11 manipuliert die Bedienperson das distale Ende des Endoskops 10 und des flexiblen Rohrs 11, während sie das auf dem ersten Monitor dargestellte Farbbild betrachtet. Genauer gesagt, "schüttelt" die Bedienperson den Bedienteil 15, während sie die Bedienknöpfe 16 so hält, dass sich das flexible Rohr 11 um die Mittelachse PL dreht.
Erreicht die Ultraschallsonde 14 das Objekt, so werden Ultraschallwellen-Impulssignale von der Ultraschall-Diagnoseeinrichtung ausgegeben und über das zweite Anschlussteil 80B der Ultraschallsonde 14 zugeführt. Die Ultraschallsonde 14 sendet auf Grundlage dieser Ultraschallwellen-Impulssignale Ultraschallwellen aus und empfängt deren Echos. Diese Echos werden in Impulssignale überführt, die über das zweite Anschlussteil 80B der Ultraschall-Diagnoseeinrichtung zugeführt werden. In der Ultraschall-Diagnoseeinrichtung werden die zugeführten, den Echos entsprechenden Impulssignale verschiedenen Prozessen unterzogen, so dass auf dem zweiten Monitor ein Ultraschallbild dargestellt wird, das ein Schnittbild längs der Aussenderichtung der Ultraschallwellen darstellt.
Zwischen dem Bedienteil 15 und der Ultraschallsonde 14 ist ein nicht gezeigtes Instrumentenrohr vorgesehen. Über eine Eintrittsöffnung 17A wird ein bestimmtes Instrument, z.B. eine Zange, zum Behandeln des erkrankten Teils eingeführt. Ferner sind in dem Ultraschallendoskop 10 ein Paar nicht gezeigte Zuführrohre vorgesehen, mit denen dem Spitzenbasisteil 13 Wasser zugeführt wird. An dem Bedienteil 15 ist eine Zuführtaste 16C vorgesehen. Wird die Zuführtaste 16C betätigt, so fließt in den Zuführrohren Wasser und tritt aus der Seitenfläche des Spitzenbasisteils 13 aus. An dem Bedienteil 15 sind ferner eine Absaugtaste 16D, eine Einführtaste 16E, eine Kopiertaste 16F und eine Aufzeichnungstaste 16G vorgesehen. Die Tasten 16C, 16D, 16E, 16F und 16G sind in Auf/Ab-Richtung UD angeordnet.
3 zeigt den Spitzenbasisteil 13 und die Ultraschallsonde 14 in einer von links betrachteten Seitenansicht. 4 zeigt die Ultraschallsonde 14 in einer Vorderansicht.
Der steife Spitzenbasisteil 13 und die Ultraschallsonde 14 sind von einem Ballon 19 bedeckt, wenn die Ultraschalldiagnose vorgenommen wird. Zum Befestigen des Ballons 19 ist um die Außenfläche der Ultraschallsonde 14 eine erste Nut 14K und um die Außenfläche des Spitzenbasisteils 13 eine zweite Nut 13K ausgebildet. Das Wasser, das durch die Zuführrohre fließt, tritt aus zwei nicht gezeigten Austrittsöffnungen aus, die an der Außenfläche des Spitzenbasisteils 13 vorgesehen sind. Um ein genaues Ultraschallbild zu erhalten, wird das Wasser, das sich in einem an dem Videoprozessor vorgesehenen, nicht gezeigten Behälter befindet, über das Paar Zuführrohre in das Innere des Ballons 19 gebracht, so dass sich letzterer aufweitet, wie in 3 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Nach der Diagnose wird das in dem Ballon 19 enthaltene Wasser durch Drücken der Absaugtaste 16E abgesaugt und über die beiden Zuführrohre einer nicht gezeigten Absaugeinheit zugeführt.
Der Biegeteil 12 besteht in bekannter Weise aus ringförmigen Segmenten 12A, die kontinuierlich miteinander verkoppelt oder aneinandergefügt sind. Die ringförmigen Segmente 12A sind dabei jeweils über ein Gelenk so miteinander verkoppelt, dass der Biegeteil 12 in Auf/Ab-Richtung und in Links/Rechts-Richtung gebogen werden kann.
Wie in 4 gezeigt, ist an der Vorderfläche 14S der Ultraschallsonde 14 eine Objektivlinse 34A vorgesehen. Ferner sind dort Austrittsflächen 38A und 38B der Lichtleitfaserbündel und eine Austrittsöffnung 17B des Instrumentenrohrs ausgebildet. Das an dem Objekt reflektierte Licht tritt durch die Objektivlinse 34A und erreicht den Bildsensor innerhalb der Ultraschallsonde 14. Die Objektivlinse 34 ist an der Vorderfläche 14S, d.h. der Stirnfläche der Ultraschallsonde 14 ausgebildet, also nicht an der Seitenfläche. Das Sehfeld weitet sich deshalb längs der Mittelachse RD der Spitze auf. Da das Sehfeld im Wesentlichen mit der Vorschub richtung des distalen Endes des Endoskops 10 zusammenfällt, kann die Bedienperson das flexible Rohr 11 einführen und den Bedienteil 15 manipulieren, während sie dem Vorschub der Ultraschallsonde 14 zusieht.
5 zeigt eine schematische Schnittansicht der Ultraschallsonde 14. Der Schnitt verläuft durch die Mittelachse RD der Spitze und in Auf/Ab-Richtung UD. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht der Ultraschallsonde 14 längs der in 5 gezeigten Linie I-I', von der Vorderfläche 14S aus betrachtet. In den 5 und 6 sind die Lichtleitfaserbündel, die Instrumentenrohre und das an den Bildsensor angeschlossene Bildsignalkabel nicht gezeigt.
Die Ultraschallsonde 14 enthält einen Ultraschallwellen-Sender/Empfänger 41 und ein Halteelement 42. Der Sender/Empfänger 41 ist längs des Umfangs der zylindrischen Ultraschallsonde 14 ausgebildet und an dem Halteelement 42 gehalten. Eine flexible Leiterplatte 40 zum Übertragen von Signalen, die auf die Ultraschallwellen und deren Echos bezogen sind, ist mit dem Sender/Empfänger 41 verbunden. Der Sender/Empfänger 41 besteht aus mehreren Ultraschallvibratoren 41A, die längs des Umfangs der Ultraschallsonde 14 angeordnet sind, um so die Radialabtastung vorzunehmen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Ultraschallvibratoren 41A piezoelektrische Elemente, die elektrische Signale in mechanische Schwingungen umsetzen und umgekehrt.
Über den piezoelektrischen Effekt werden Hochfrequenz-Impulssignale, die dem Sender/Empfänger 41 über die flexible Leiterplatte 40 zugeführt werden, in Ultraschallwellen überführt. Der Sender/Empfänger 41 sendet um die Mittelachse RD der Spitze nacheinander die Ultraschallwellen radial aus. Jede der Ultraschallwellen wird mit einer vorbestimmten Frequenz und einer vorbestimmten zeitlichen Festlegung, d.h. einem vorbestimmten Timing, ausgesendet, um so die elektronische Radialabtastung vorzunehmen. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Abtastbereich 270°. Empfängt der Sender/Empfänger 41 nacheinander die Echos, so werden diese durch den inversen piezoelektrischen Effekt in elektrische Signale überführt. Diese elektrischen Signale werden der Ultraschall-Diagnoseeinrichtung über die flexible Leiterplatte 40 zugeführt.
7 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht der in dem Endoskop 10 ausgebildeten flexiblen Leiterplatte. 8 zeigt die flache, d.h. die noch nicht deformierte Leiterplatte.
Die Leiterplatte 40 ist ein flexibles und dünnes Substrat, auf dem Schaltungen ausgebildet sind. Die Form der flexiblen Leiterplatte 40 kann willkürlich eingestellt werden, d.h. die Leiterplatte 40 kann nach Bedarf in eine beliebige, vorbestimmte Form gebracht werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die flexible Leiterplatte 40 wie ein Kegel geformt, wie in 7 gezeigt ist. Eine mit CL bezeichnete Umfangslinie ist mit dem in 6 gezeigten bogenförmigen Sender/Empfänger 41 verbunden. In dem Spitzenbasisteil 13 ist die flexible Leiterplatte 40 zu einem Rohr- oder Tubuskörper geformt. In dem Biegeteil 12 wird die flexible Leiterplatte 40 von mehreren flexiblen Leiterplattenstreifen gebildet. Die flexiblen Leiterplattenstreifen sind an nicht gezeigte Signalleitungen angeschlossen, die sich von dem zweiten Anschlussteil 80B durch den Bedienteil 15 erstrecken. Die Leiterplattenstreifen erstrecken sich in dem Biegeteil 12 längs der Mittelachse SD. In den 7 und 8 ist ein Teil der Leiterplattenstreifen weggelassen.
Die kegelförmige, flexible Leiterplatte 40 wird durch Rundbiegen der in 8 gezeigten planen und rechteckigen, flexiblen Leiterplatte 40' geformt. In 8 entsprechen die Abschnitte PA und PB dem Bereich des Spitzenbasisteils 13 und der Ultraschallsonde 14. Abschnitt PC entspricht dem Bereich des Biegeteils 12. Die Breite L2 des Abschnittes PA, d.h. die Länge der Umfangslinie CL, entspricht dem Abtastbereich. Die Breite L1 der Abschnitte PB und PC, die größer als die Breite L2 ist, entspricht der Umfangslänge des Spitzenbasisteils 13 und des Biegeteils 12. Im Abschnitt PC, der dem Bereich des Biegeteils 12 entspricht, ist die rechteckige, flexible Leiterplatte 40' in acht Streifen unterteilt. Die Abstände LK1 zwischen einem Leiterplattenstreifen und dem jeweils benachbarten Leiterplattenstreifen sind gleich. Ferner haben die Leiterplattenstreifen jeweils gleiche Breite LK2. Dagegen unterscheiden sich die Leiterplattenstreifen in ihrer Länge, d.h. in ihrer auf die Längsrichtung bezogenen Abmessung. Die acht Leiterplattenstreifen werden im Folgenden mit CB1, CB2, ... und CB8 bezeichnet.
Wie in 8 gezeigt, ist auf der rechteckigen flexiblen Leiterplatte 40' eine gedruckte Verdrahtung in Form von Leitungen ausgebildet. Die Leiterplatte 40' wird so rundgeformt, dass sich die gedruckte Verdrahtung auf der Innenseite der Kegelform befindet. Die Zahl der Signalleitungen ist in den flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 jeweils dieselbe. In 7 ist die gedruckte Verdrahtung nicht dargestellt.
Die mit SL2 bezeichnete Verdrahtung, die in dem dem Biegeabschnitt 12 entsprechenden Abschnitt PC und einem Teil des Abschnittes PB aufgedruckt ist, ist stärker oder fetter als die Verdrahtung SL1, die in dem der Ultraschallsonde 14 entsprechenden Abschnitt PA und dem verbleibenden Teil des Abschnittes PB aufgedruckt ist. Die Verdrahtungen SL2 und SL1 sind in dem Abschnitt PB miteinander verbunden. Die Anzahl der Signalleitungen und die Stärke der gedruckten Verdrahtung SL1 hängen von der Zahl der Ultraschallvibratoren 41A und deren Anordnungsabständen ab. Dagegen ist die Stärke der gedruckten Verdrahtung SL2 in Abhängigkeit der Breiten L1, LK1 und LK2 festgelegt, um zu verhindern, dass die flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 beim Biegen des Biegeteils knicken oder brechen.
Die 9A bis 9C zeigen Schnittansichten der flexiblen Leiterplatte 40 in dem Spitzenbasisteil 13 und dem Biegeteil 12. 9A zeigt den Schnitt längs der Linie II-II', 9B den Schnitt längs der Linie III-III' und 9C den Schnitt längs der Linie IV-IV'. Die vorstehend genannten Linien sind in den 3 und 7 gezeigt. Der Schnitt längs der Linie II-II' stellt einen Schnitt in dem Spitzenbasisteil 13 nahe der Ultraschallsonde 14 dar. Der Schnitt längs der Linie III-III' stellt dagegen einen Schnitt in dem Spitzenbasisteil 13 nahe dem Biegeteil 12 dar. Schließlich stellt der Schnitt längs der Linie IV-IV' einen Schnitt in dem Biegeteil 12 dar. Die in 8 gezeigten Linien B1-B1', C1-C1', D1-D1' entsprechen den Linien II-II', III-III' bzw. IV-IV'.
Wie in 9A gezeigt, hat die flexible Leiterplatte 40 etwa über 270° die Form eines Bogens entsprechend dem bogenförmigen Ultraschallwellen- Sender/Empfänger 41, also entsprechend dem Abtastbereich. Dagegen hat die flexible Leiterplatte 40 längs der Linie III-III' die Form eines Kreises, wie 9B zeigt. Wie in den 7 und 9C gezeigt, sind unter den acht Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 jeweils ein Leiterplattenstreifen und der diesem benachbarte Leiterplattenstreifen so gebündelt, d.h. zusammengefasst, dass die acht Leiterplattenstreifen vier Paare oder Bündel 46A, 46B, 46C und 46D bilden. Das Streifenbündel 46A besteht aus den beiden Leiterplattenstreifen CB1 und CB2. Entsprechend bestehen die Streifenbündel 46B, 46C und 46D aus den beiden Leiterplattenstreifen CB3 und CB4, CB5 und CB6 bzw. CB7 und CB8. Nahe dem flexiblen Rohr 11 sind die vier Streifenbündel 46A und 46D wieder in die acht Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 getrennt.
10 ist eine schematische Darstellung der Signalleitungen in dem flexiblen Rohr 11. Die voneinander getrennten acht Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 sind an acht Signalleitungen 51 angeschlossen. Die acht Signalleitungen 51 sind gebündelt, d.h. zusammengefasst, und bilden so ein einziges Ultraschallwellenkabel 50, das zwischen dem flexiblen Rohr 11 und dem zweiten Anschlussteil 80B verläuft.
11 zeigt einen Schnitt des Biegeteils 12 von der Spitze aus betrachtet.
Zwischen dem Bedienteil 15 und dem Biegeteil 12 sind Drahtführungen 21A, 21B, 21C und 21D vorgesehen, die längs des Umfangs des flexiblen Rohrs 11 und der ringförmigen Elemente 12A des Biegeteils 12 in Winkelabständen von 90° angeordnet sind.
Die Drahtführungen 21A und 21B sind in Auf/Ab-Richtung UD und die Drahtführungen 21C und 21D in Links/Rechts-Richtung angeordnet. Die Drähte 20A und 20B sind in den Drahtführungen 21A bzw. 21B montiert. Entsprechend sind die Drähte 20C und 20D in den Drahtführungen 21C bzw. 21D montiert. Der Biegeteil 12 wird durch Bewegen der Drähte 20A und 20B, die in Wirkverbindung mit dem Auf/Ab-Knopf 16A stehen, nach oben oder unten und durch Bewegen der Drähte 20C und 20D, die in Wirkverbindung mit dem Links/Rechts-Knopf 16B stehen, nach links oder nach rechts gebogen. Wie in 11 gezeigt, sind in dem Biegeteil 12 das Instrumentenrohr 17, das Bildsignalkabel 34, die Lichtleitfaserbündel 35A und 35B sowie die Zuführrohre 37A und 37B vorgesehen.
Die Lichtleitfaserbündel 35A, 35B und die Zuführrohre 37A, 37B sind symmetrisch bezüglich einer in 11 gezeigten Mittellinie U1 angeordnet. Die Mittellinie U1, die in dem Abschnitt des Biegeteils (in dessen Schnitt) definiert ist und die Mittelachse SD des Biegeteils kreuzt, entspricht der Auf/Ab-Richtung UD. Das Bildsignalkabel 34 und das Instrumentenrohr 17 sind auf der in Auf/Ab-Richtung verlaufenden, d.h. vertikalen Mittellinie U1 so angeordnet, dass sie bezüglich dieser symmetrisch sind. Eine in 11 dargestellte, in Links/Rechts-Richtung verlaufende, d.h. horizontale Linie U2, die in dem durch die Mittelachse SD gehenden, zur vertikalen Mittellinie U1 senkrechten Schnitt definiert ist, entspricht der Links/Rechts-Richtung.
Wie oben erläutert, ist die flexible Leiterplatte 40 im Biegeteil 12 zu den vier Streifenbündeln 46A, 46B, 46C und 46D geformt. Das Streifenbündel 46A ist fest mit einem flexiblen Wärmeschrumpfschlauch 39A überzogen, so dass es mit diesem eine Einheit bildet. Entsprechend sind die Streifenbündel 46B, 46C und 46D fest mit flexiblen Wärmeschrumpfschläuchen 39B, 39C bzw. 39D überzogen. Die Wärmeschrumpfschläuche 39A bis 39D bilden jeweils ein Schutzelement zum Schutz vor Druck- und Dehnkräften, die längs der Mittelachse SD auf die flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 wirken. Die Wärmeschrumpfschläuche 39A bis 39D bestehen jeweils aus Kunstharz, z.B. Polyesterharz, Polyethylenharz, Fluorharz oder Silikonkunststoff. Die Streifenbündel 46A bis 46D werden zunächst locker mit den Wärmeschrumpfschläuchen 39A bis 39D überzogen und dann erwärmt. Durch den Wärmeschrumpfprozess wird dafür gesorgt, dass die Wärmeschrumpfschläuche 39A bis 39D die Streifenbündel 46A und 46D fest umhüllen. Bei Einwirken einer Druckkraft infolge der Bewegung des Biegeteils biegen sich so die Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 gleichmäßig und sanft.
Die Streifenbündel 46A, 46B, 46C und 46D sind um das Bildsignalkabel 34, die Lichtleitfaserbündel 35A und 35B, die Zuführrohre 37A und 37B sowie das In strumentenrohr 17 herum und im Wesentlichen längs gerader Linien angeordnet, welche die vier Drähte 20A, 20B, 20C und 20D miteinander verbinden. Die vier Streifenbündel 46A, 46B, 46C und 46D sind deshalb in einem Winkel von etwa 45° zur vertikalen Mittellinie U1 angeordnet. Sie befinden sich also nicht auf der Mittellinie U1. Ferner sind die vier Streifenbündel 46A, 46B, 46C und 46D symmetrisch bezüglich der vertikalen Mittellinie U1 und der horizontalen Mittellinie U2 angeordnet.
In den Biegeteil 12 sind Puder-Schmier- oder Gleitmittel wie Molybdändisulfid gefüllt. Die vier Streifenbündel 46A, 46B, 46C und 46D, das Bildsignalkabel 34, die Lichtleitfaserbündel 35A und 35B, die Zuführrohre 37A und 37B und das Instrumentenrohr 17 ändern deshalb bei Bewegen des Biegeteils 12 ihre Lage im Wesentlichen nicht.
In diesem Ausführungsbeispiel ist so der Ultraschallwellen-Sender/Empfänger 41 mit seinen Ultraschallvibratoren längs des Umfangs der Ultraschallsonde 14 angeordnet. Die Ultraschallwellen werden radial um die Mittelachse RD herum ausgesendet, um so die elektronische Radialabtastung vorzunehmen. Die flexible Leiterplatte 40 dient der Übertragung der auf die Ultraschallwellen und deren Echos bezogenen Signale. In dem Biegeteil 12 ist die flexible Leiterplatte 40 von den acht Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 gebildet, die zu den vier Streifenbündeln 46A, 46B, 46C und 46D zusammengefasst sind.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die gedruckte Verdrahtung SL2 stärker, also fetter als die gedruckte Verdrahtung SL1, um zu verhindern, dass die flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 knicken oder brechen. Außerdem sind die Streifenbündel 46A bis 46D fest von den Wärmeschrumpfschläuchen 39A bis 39D umhüllt. Da die Streifenbündel 46A bis 46D fest von den Wärmeschrumpfschläuchen 39A bis 39D umhüllt sind, ist die Dicke jedes Streifenbündels 46A bis 46D im Schnitt dicker, d.h. die Schnittfläche jedes Bündels in der Schnittansicht im Vergleich zu den Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 größer. Biegen sich die Streifenbündel 46A bis 46D infolge einer Druckkraft, so werden dadurch Umbiegungen in spitzen Winkeln vermieden, wodurch sichergestellt ist, dass die Streifenbündel 46A bis 46D längs der Mittelachse SD nicht knicken, aufreissen oder brechen. Es ist vielmehr für eine sanfte Biegung der Streifenbündel 46A bis 46D gesorgt. Die gedruckte Verdrahtung auf der flexiblen Leiterplatte 40 knickt oder bricht also beim Bewegen des Biegeabschnittes 12 nicht.
Um die Streifenbündel 46A bis 46D fest in einer Schichtanordnung zu umhüllen, können die flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 vor dem Wärmeschrumpfprozess mit elastischen Schläuchen beispielsweise aus Silikon überzogen werden. 12 zeigt einen Schnitt durch einen flexiblen Leiterplattenstreifen. Vor der Wärmeschrumpfung werden die Leiterplattenstreifen CB1 und CB2 mit einem elastischen Silikonschlauch ST überzogen, um sie so fest miteinander zu bündeln. Dann wird das Streifenbündel 46A, das von dem elastischen Silikonschlauch ST umhüllt ist, mit dem Wärmeschrumpfschlauch 39A überzogen. Entsprechend werden die Streifenbündel 46B, 46C und 46D mit elastischen Silikonschläuchen umhüllt.
Unter Bezugnahme auf 13 wird im Folgenden ein Ultraschallendoskop als zweites Ausführungsbeispiel erläutert. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung der flexiblen Leiterplattenstreifen.
13 zeigt einen Biegeteil des zweiten Ausführungsbeispiels im Schnitt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die acht flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 in drei Streifenbündel mit jeweils zwei Leiterplattenstreifen und zwei unabhängige Leiterplattenstreifen separiert. Das Streifenbündel 46'A besteht aus den Leiterplattenstreifen CB2 und CB3, das Streifenbündel 46'B aus den beiden Leiterplattenstreifen CB4 und CB5 und das Streifenbündel 46'C aus den beiden Leiterplattenstreifen CB6 und CB7. Die beiden Leiterplattenstreifen CB1 und CB8 erstrecken sich unabhängig voneinander längs der Mittelachse SD. Die drei Streifenbündel 46'A, 46'B und 46'C sind mit den Wärmeschrumpfschläuchen 39'A, 39'B bzw. 39'C überzogen. Die beiden Leiterplattenstreifen CB1 und CB8 sind mit Wärmeschrumpfschläuchen 39'D bzw. 39'E überzogen. Die drei Streifenbündel 46'A, 46'B und 46'C und die beiden Leiterplattenstreifen CB1 und CB8 sind so angeordnet, dass der Biegewiderstand bezüglich der in Auf/Ab-Richtung weisenden Mittellinie U1 symmetrisch ist.
Die flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 können so in dem Biegeteil 12 beliebig miteinander gebündelt oder unabhängig voneinander, d.h. ungebündelt, vorgesehen sein. Die Wärmeschrumpfschläuche werden dann entsprechend der Zahl der Bündel und der Zahl der unabhängigen Leiterplattenstreifen bereitgestellt.
In dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die acht Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 durch teilweises Einschneiden der einzelnen rechteckigen flexiblen Leiterplatte 40' ausgebildet. Die Leiterplatte 40' kann jedoch auch so geschnitten werden, dass Leiterplattenstreifen in einer anderen Anzahl als acht, z.B. zwölf, entstehen. Statt die Leiterplatte 40' in oben erläuterter Weise zu schneiden, kann die flexible Leiterplatte 40 auch aus mehreren flexiblen Leiterplattenstreifen zusammengesetzt werden. In diesem Fall ist jeder der flexiblen Leiterplattenstreifen an den Ultraschallwellen-Sender/Empfänger 41 angeschlossen. Dicke und Breite jedes Streifens können in Abhängigkeit des Radius des Biegeteils festgelegt werden.
Der Abtastbereich kann auch für andere Winkelbereiche als 270° festgelegt werden. In diesem Fall werden die Breiten L1 und L2 sowie die Stärken der gedruckten Verdrahtungen SL1 und SL2 entsprechend dem vorgegebenen Abtastbereich festgelegt. An Stelle der Wärmeschrumpfschläuche 39A bis 39D können zum Schutz der flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 vor Knick oder Bruch andere flexible Elemente verwendet werden.
In dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel besitzt das Ultraschallendoskop 10 zwei Ausgestaltungsmerkmale, nämlich dass die gedruckte Verdrahtung auf den flexiblen Leiterplattenstreifen fett ist und dass die Leiterplattenstreifen mit flexiblen Wärmeschrumpfschläuchen überzogen sind. Das Ultraschallendoskop kann jedoch auch nur eines dieser beiden Ausgestaltungsmerkmale haben.
Unter Bezugnahme auf die 14 und 15 wird im Folgenden ein drittes Ausführungsbeispiel erläutert. Das Ausführungsbeispiel nach 14 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass flexible und elektrisch nicht leitende Lagen vorgesehen sind.
14 zeigt einen Biegeteil des dritten Ausführungsbeispiels im Schnitt.
Flexible und elektrisch nicht leitende Lagen 44A bis 44D erstrecken sich wie die flexiblen Leiterplatten CB1 bis CB8 längs der Mittelachse SD. Die Breite jeder flexiblen Lage 44A bis 44D ist im Wesentlichen gleich der Breite LK2 der flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8. Die flexible Lage 44A ist so zwischen die flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 und CB2 gelegt, dass sie und die beiden Leiterplattenstreifen CB1 und CB2 übereinander gestapelt oder schichtförmig angeordnet sind. Die flexible Lage 44A und die flexiblen Leiterplatten CB1 und CB2 sind fest mit dem Wärmeschrumpfrohr 39A überzogen. Entsprechend ist die flexible Lage 44B zwischen die Leiterplattenstreifen CB3 und CB4, die flexible Lage 44C zwischen die Leiterplattenstreifen CB5 und CB6 sowie die flexible Lage 44D zwischen die Leiterplattenstreifen CB7 und CB8 gelegt. Die flexiblen Lagen 44A bis 44D bestehen aus Polyesterharz, Polyethylenharz oder Fluorharz.
Die Dicke der Leiterplattenstreifen 46A bis 46D nimmt so durch die flexiblen Lagen 44A bis 44D in der Schnittansicht zu. Biegen sich die Leiterplattenbündel 46A bis 46D infolge einer Druckkraft, so kann verhindert werden, dass sie besonders spitz gebogen, d.h. geknickt werden und längs der Mittelachse SD brechen.
Die flexiblen Lagen und die flexiblen Leiterplattenstreifen können willkürlich angeordnet werden, wie in den 15A bis 15D gezeigt ist. 15A zeigt die Schnittansicht der flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 und CB2 und dreier flexibler Lagen 44E. Die Streifen CB1, CB2 und die Lagen 44E sind dabei in alternierender Folge gestapelt. 15B zeigt eine Schnittansicht des Streifenbündels 46A und der beiden flexiblen Lagen 44F. Das Streifenbündel 46A ist dabei zwischen den beiden Lagen 44F angeordnet. 15C zeigt die Schnittansicht des flexiblen Leiterplattenstreifens CB1 und der beiden flexiblen Lagen 44G. Der Leiterplattenstreifen CB1 ist dabei zwischen den beiden flexiblen Lagen 46G angeordnet. 15D zeigt eine Schnittansicht des flexiblen Leiterplattenstreifens CB1 und der flexiblen Lage 44H.
Wie zum Stapeln der flexiblen Lagen und der flexiblen Leiterplattenstreifen kann an Stelle der Wärmeschrumpfschläuche ein Haftmittel oder Klebstoff eingesetzt werden.
16 zeigt einen Biegeteil eines vierten Ausführungsbeispiels in der Schnittansicht. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass elastische Drähte vorgesehen sind.
Elastische Drähte WR1 bis WR4 verlaufen längs der Mittelachse SD des Biegeteils 12. Sie erstrecken sich dabei über eine vorbestimmte Länge, die der Länge, d.h. der longitudinalen Abmessung der flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 entspricht. Die elastischen Drähte WR1, WR2, WR3 und WR4 sind für die Streifenbündel 46A, 46B, 46C bzw. 46D bestimmt und berühren die flexiblen Leiterplattenstreifen CB1, CB3, CB5 bzw. CB7.
Der elastische Draht WR1 berührt den Leiterplattenstreifen CB3 so, dass das Streifenbündel 46A zwischen dem Draht WR1 und der Mittelachse SD liegt. Entsprechend berühren die elastischen Drähte WR2, WR3 und WR4 die flexiblen Leiterplattenstreifen CB3, CB5 bzw. CB7. Die Drähte WR1, WR2, WR3 und WR4 kontaktieren dabei die Rückflächen der Leiterplattenstreifen CB1, CB3, CB5 bzw. CB7, auf denen keine gedruckte Verdrahtung ausgebildet ist. Der elastische Draht WR1 und das Streifenbündel 46A sind so mit den Wärmeschrumpfschläuchen 39A überzogen, dass der Draht WR1 mittig längs der Breite LK2 der Leiterplattenstreifen CB1 und CB2 angeordnet ist. Entsprechend sind die elastischen Drähte WR2, WR3 und WR4 mit den Wärmeschrumpfschläuchen 39B, 39C bzw. 39D überzogen. Die elastischen Drähte WR1 bis WR4 bestehen jeweils aus miteinander verdrillten Metalldrähten, einem einzelnen Metalldraht mit elastischen Eigen schaften oder einem superelastischen Legierungsstahl, z.B. einem Ni-Ti-Legierungsstahl (Nickel-Titan).
In dem vierten Ausführungsbeispiel sind die elastischen Drähte in vorstehend erläuterter Weise vorgesehen. Bei Einwirkung von Druck- und Dehnkräften biegen sich die flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 infolge der elastischen Drähte WR1 bis WR4 sanft und gleichmäßig. Da sich die elastischen Drähte WR1 in beliebiger Richtung sanft und gleichmäßig biegen, können auch die Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 sanft und gleichmäßig in jede beliebige Richtung gebogen werden. Da die elastischen Drähte WR1 bis WR4 näher an den ringförmigen Segmenten 12A angeordnet sind, werden die Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 beim Bewegen des Biegeteils 12 von den ringförmigen Segmenten 12A nicht erfaßt oder gequetscht.
Es kann ein Draht auf einen unabhängigen flexiblen Leiterplattenstreifen, der in 13 gezeigt ist, gelegt und mit dem Wärmeschrumpfschlauch überzogen werden. Ferner können der Draht und das Streifenbündel, bevor sie mit dem Wärmeschrumpfschlauch umhüllt werden, mit einem in 14 gezeigten Silikonschlauch überzogen werden. An Stelle der Wärmeschrumpfschläuche können auch elastische Drähte direkt mit den flexiblen Leiterplattenstreifen verbunden werden.
17 zeigt einen Biegeteil des fünften Ausführungsbeispiels in der Schnittansicht. Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vierten Ausführungsbeispiel dadurch, dass an Stelle der elastischen Drähte Schraubenfedern vorgesehen sind.
Schraubenfedern CR1 bis CR4 erstrecken sich längs der Mittelachse SD des Biegeteils 12, und zwar über eine vorgegebene Länge, die der Länge, d.h. der longitudinalen Abmessung der flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 bis CB8 entspricht. Die Schraubenfedern CR1, CR2, CR3 und CR4 sind für die Streifenbündel 46A, 46B, 46C bzw. 46D vorgesehen und berühren die flexiblen Leiterplattenstreifen CB1, CB3, CB5 bzw. CB7.
Die Schraubenfeder CR1 berührt den flexiblen Leiterplattenstreifen CB1 so, dass das Streifenbündel 46A zwischen dem elastischen Draht WR1 und der Mittelachse SD angeordnet ist. Entsprechend berühren die Schraubenfedern CR2, CR3 und CR4 die flexiblen Leiterplattenstreifen CB3, CB5 bzw. CB7. Dabei kontaktieren die Schraubenfedern CR1, CR2, CR3 und CR4 die Rückflächen der Leiterplattenstreifen CB1, CB3, CB5 bzw. CB7, auf denen keine gedruckte Verdrahtung ausgebildet ist. Die Schraubenfeder CR1 und das Streifenbündel 46A sind fest mit dem Wärmeschrumpfschlauch 39A überzogen, und zwar so, dass die Schraubenfeder CR1 mittig längs der Breite LK2 der Leiterplattenstreifen CB1 und CB2 angeordnet ist. Entsprechend sind die Schraubenfedern CR2, CR3 und CR4 fest mit den Wärmeschrumpfschläuchen 39B, 39C bzw. 39D überzogen.
Die Schraubenfedern CR1 und CR4 bestehen aus einem Draht, z.B. einem nichtrostenden Stahldraht, der zu einer Feder gewunden ist. Die Schraubenfedern CR1 bis CR4 sind im Schnitt jeweils kreis- und spiralförmig, so dass der Radius der jeweiligen Schraubenfeder konstant ist. Die Schnittform des jeweiligen Drahtes kann auch eine andere Form haben, z.B. die einer Platte.

Claims

Ultraschallendoskop mit einem rohrförmigen Biegeteil, der an die Spitze eines flexiblen Einführrohrs angeschlossen und fernbetätigt in zwei vorbestimmten, zueinander senkrechten Biegerichtungen biegbar ist, einer mit dem Biegeteil in Wirkverbindung stehenden Ultraschallsonde mit mehreren umlaufend angeordneten Ultraschallvibratoren, die Ultraschallwellen radial aussenden und deren Echos empfangen, gekennzeichnet durch eine flexible Leiterplatte, die auf die Ultraschallwellen und deren Echos bezogene Signale überträgt und in dem Biegeteil von mehreren längs der Mittelachse des Biegeteils verlaufenden flexiblen Leiterplattenstreifen gebildet ist, die eine Biegebewegung ermöglichen.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch flexible Schutzelemente, die sich jeweils längs der Mittelachse erstrecken und jeweils mindestens einen zugehörigen flexiblen Leiterplattenstreifen umhüllen.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Schutzelemente Wärmeschrumpfschläuche sind, die nach einem Wärmeschrumpfprozess die Leiterplattenstreifen fest umhüllen.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch mehrere Streifenbündel, von denen jedes aus mindestens zwei flexiblen Leiterplattenstreifen besteht und mit einem ihm zugeordneten flexiblen Schutzelement überzogen ist.
Ultraschallendoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf den Leiterplattenstreifen ausgebildete erste gedruckte Verdrahtung fetter als eine zweite gedruckte Verdrahtung ist, die auf einem an die Ultraschallsonde angeschlossenen Anschlussteil der flexiblen Leiterplatte ausgebildet ist.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatte aus einer einzelnen rechteckigen flexiblen Leiterplatte gefertigt ist, die zum Ausbilden der Leiterplattenstreifen teilweise geschnitten und anschließend in eine zylindrische Form rundgeformt wird, wobei die Länge eines geschnittenen Abschnittes der rechteckigen flexiblen Leiterplatte größer als die Länge des Anschlussteils ist.
Ultraschallendoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch flexible Lagen, die sich längs der Mittelachse erstrecken und jeweils auf einem zugehörigen Leiterplattenstreifen gestapelt sind.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Wärmeschrumpfschläuche, die sich längs der Mittelachse erstrecken und die flexiblen Leiterplattenstreifen sowie die flexiblen Lagen nach einem Wärmeschrumpfprozess umhüllen.
Ultraschallendoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch elastische Elemente, die sich längs der Mittelachse erstrecken und jeweils einen zugehörigen flexiblen Leiterplattenstreifen berühren.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente jeweils den zu ihnen gehörenden Leiterplattenstreifen so berühren, dass sich dieser in einer Schnittansicht des Biegeteils zwischen dem jeweiligen kontaktierenden elastischen Element und der Mittelachse befindet.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Wärmeschrumpfschläuche, welche die elastischen Elemente und die Leiterplattenstreifen nach einem Wärmeschrumpfprozess umhüllen.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente jeweils als elastischer Draht ausgebildet sind.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente jeweils aus miteinander verdrillten Metalldrähten, aus einem einzelnen Draht mit elastischen Eigenschaften oder aus einem superelastischen Legierungsstahl bestehen.
Ultraschallendoskop nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente jeweils als Schraubenfeder ausgebildet sind.