DE10162234A1 - Transösophageale Ultraschallsonde mit erweiterbarem Abtastkopf - Google Patents

Abstract

Eine innerlich anzuwendende Abbildungssonde hat einen erweiterbaren Abtastkopf zum Verbessern des Positionsvorgangs eines an dem Abtastkopf angebrachten Abbildungselementes. Die Abbildungssonde wird in die Speiseröhre eines Patienten durch den Mund des Patienten hindurch eingeführt. Ist die Abbildungssonde einmal eingeführt, dann wird die Abbildungssonde zu einem Punkt positioniert, an dem eine innere Struktur des Patienten innerhalb der Sichtrichtung eines Abbildungselementes ist, das zum Beispiel ein an dem Abtastkopf angebrachter Wandler ist. Ist der Abtastkopf einmal positioniert, dann wird er entweder durch Aufpumpen oder durch Bewegen einer innerhalb des Abtastkopfes angeordneten Streckvorrichtung erweitert. Der Abtastkopf wird dann erweitert, bis das Abbildungselement wie zum Beispiel ein Wandler einen engen und gleichmäßigen Kontakt mit der Speiseröhrenwand des Patienten erreicht, wodurch ein genaues Abbilden der inneren Struktur vorgesehen wird. Des Weiteren minimiert das Erweitern des Abtastkopfes die Risiken einer Beschädigung der Speiseröhrenwand, die mit den Sonden gemäß dem Stand der Technik verknüpft sind, während der Abtastkopf innerhalb der Speiseröhre des Patienten ist. Ist der Abbildungsprozess einmal abgeschlossen, dann kehrt die Abbildungssonde zu ihrer nicht-erweiterten Größe zurück und wird aus der Speiseröhre des Patienten entfernt. Die Abbildungssonde kann innerhalb eines medizinischen Abbildungssystems enthalten sein, das die Sonde, eine ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Verbesserungen einer transösophagealen Ultraschallsonde und insbesondere auf eine transösophageale Ultraschallsonde einschließlich eines erweiterbaren Abtastkopfes.

Verschiedene medizinische Zustände beeinträchtigen innere Organe und Strukturen. Zur effizienten Diagnose und Behandlung von diesen Zuständen ist üblicherweise ein Arzt erforderlich, um die inneren Organe und Strukturen eines Patienten direkt zu beobachten. Zum Beispiel erfordert eine Diagnose von verschiedenen Herzleiden häufig einen Kardiologen, um beeinträchtigte Bereiche eines Herzens des Patienten direkt zu beobachten. Anstelle mehrerer intrusive chirurgische Techniken wird häufig eine Ultraschallabbildung verwendet, um Abbildungen von inneren Organen und Strukturen eines Patienten direkt zu beobachten.

Die transösophageale Echokardiografie (TEE) ist ein Versuch zum Beobachten eines Herzens des Patienten mittels eines Ultraschallwandlers. Bei der TEE werden üblicherweise eine Sonde, eine Verarbeitungseinheit und ein Monitor verwendet. Die Sonde ist mit der Verarbeitungseinheit verbunden, welche wiederum mit dem Monitor verbunden ist. Im Betrieb sendet die Verarbeitungseinheit ein Triggersignal zu der Sonde. Die Sonde sendet dann Ultraschallsignale in das Herz des Patienten aus. Die Sonde erfasst dann Echosignale von den vorher ausgesendeten Ultraschallsignalen. Dann sendet die Sonde die erfassten Signale zu der Verarbeitungseinheit, welche die Signale in Abbildungen umwandelt. Die Abbildungen werden dann an dem Monitor angezeigt. Die Sonde hat üblicherweise ein semiflexibles Endoskop, das einen in der Nähe von dem Ende des Endoskops angeordneten Wandler hat.

Üblicherweise wird während der TEE das Endoskop in den Mund eines Patienten eingeführt und in der Speiseröhre des Patienten positioniert. Das Endoskop wird dann so positioniert, dass der Wandler in eine Position gelangt, in der ein Abbilden des Herzens möglich ist. Und zwar wird das Endoskop so positioniert, dass das Herz oder eine andere abzubildende innere Struktur in der Sichtrichtung des Wandlers ist. Üblicherweise sendet der Wandler Ultraschallsignale durch die Speiseröhrenwand hindurch, die mit dem Herz oder anderen inneren Strukturen in Kontakt gelangen. Der Wandler nimmt dann die Ultraschallsignale auf, wenn sie von verschiedenen Punkten innerhalb der inneren Struktur des Patienten reflektiert werden. Der Wandler sendet dann die aufgenommenen Signale üblicherweise durch eine Verdrahtung zu dem Endoskop zurück. Nachdem die Signale das Endoskop passiert haben, treten die Signale üblicherweise über eine Verdrahtung, die das Endoskop mit der Verarbeitungseinheit verbindet, in die Verarbeitungseinheit ein.

Um genaue Abbildungen der inneren Organe und Strukturen wie zum Beispiel des Herzens zu erhalten, ist es vorzuziehen, dass der Wandler einen gleichmäßigen und engen Kontakt mit der Speiseröhrenwand aufrechterhält. Der enge und gleichmäßige Kontakt mit der Speiseröhrenwand fördert üblicherweise die Aufnahme von Signalen durch den Wandler, die minimal verzerrt werden.

Die Fig. 1 zeigt eine herkömmliche transösophageale Sonde 100 gemäß einem Beispiel des Stands der Technik. Die herkömmliche Sonde 100 hat ein Endoskop 110 und eine Steuerhandhabe (nicht gezeigt). Das Endoskop 110 hat einen Abtastkopf 120, der einen Wandler 130 hat, welcher an dem Abtastkopf 120 angebracht ist. Der Wandler 130 hat eine Sichtrichtung 135. Der Wandler 130 gelangt mit einer Speiseröhrenwand 105 eines Patienten in Kontakt. Die Steuerhandhabe und der Abtastkopf 120 sind an entgegengesetzten Enden des Endoskops 110 angeordnet. Der Wandler 130 ist mit der Verarbeitungseinheit über eine Verdrahtung (nicht gezeigt) verbunden, die sich durch den Abtastkopf 120 hindurch und über die Länge des Körpers des Endoskops 110 erstreckt. Die Verdrahtung der herkömmlichen Sonde 100 wird dann über ein Kabel (nicht gezeigt) mit einer Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt) verbunden. Die Verarbeitungseinheit wird dann über eine Verdrahtung mit einem Monitor (nicht gezeigt) zum Anzeigen der Ultraschallabbildung verbunden.

Beim Betrieb wird der Abtastkopf 120 der Sonde 100 in die Speiseröhre eines Patienten eingeführt. Die Sonde 100 wird dann durch die Steuerhandhabe so positioniert, dass die abzubildende innere Struktur innerhalb der Sichtrichtung 135 des Wandlers 130 ist. Das Endoskop 110 der Sonde 100 ist gekrümmt, um die Hebelwirkung so zu verstärken, dass der an dem Abtastkopf 120 angeordnete Wandler 130 einen engen und gleichmäßigen Kontakt mit der Speiseröhrenwand 110 erzielen kann. Und zwar wird das Endoskop 110 in die Speiseröhrenwand 105 verkeilt. Das Verkeilen des Endoskops 110 in die Speiseröhrenwand des Patienten kann ein unangenehmes Gefühl bei dem Patienten und/oder eine Verletzung der Speiseröhrenwand des Patienten hervorrufen. Um den engen und gleichmäßigen Kontakt zwischen dem Wandler 130 und der Speiseröhrenwand 105 aufrechtzuerhalten, wird die zu dem Wandler 130 entgegengesetzte Seite des Endoskops 110 gegen eine Seite der Speiseröhrenwand 105 verkeilt, wodurch das Endoskop 110 an der Seite des Wandlers 130 kräftig gegen die Seite der Speiseröhrenwand 105 gedrückt wird, die am dichtesten zu der abzubildenden inneren Struktur ist. Der Wandler 130 sendet dann Ultraschallsignale in die inneren Strukturen des Patienten aus und nimmt die reflektierten Ultraschallsignale von den inneren Strukturen des Patienten auf. Der Wandler 130 sendet dann die Ultraschallsignale über eine Verdrahtung durch das Endoskop 110 hindurch zu der Verarbeitungseinheit. Die Verarbeitungseinheit verarbeitet dann die Signale und wandelt sie in sichtbare Abbildungen um, die dann an dem Monitor angezeigt werden. Ist die Abbildung einmal abgeschlossen, dann wird das Endoskop 110 aus der Speiseröhre des Patienten entfernt.

Üblicherweise sind dir Krümmung des Endoskops 110 und das Verkeilen des Endoskops 110 in die Speiseröhrenwand 105 aus mehreren Gründen nicht vorteilhaft. Die Krümmung des Endoskops 110 erzwingt einen Eingriff des Abtastkopfes 110 mit der Speiseröhrenwand in einem Winkel, der das Abbildungsvermögen der inneren Strukturen mittels des Wandlers 130 negativ beeinflussen kann. Und zwar ist die Wirkfläche des Wandlers 130 an dem Abtastkopf 120 nicht parallel zu der Speiseröhrenwand. Statt dessen ist der Wandler 130 zu der Speiseröhrenwand angewinkelt. Daher wird der Wandler 130 üblicherweise nicht parallel zu der Fläche der Speiseröhrenwand positioniert. Üblicherweise wird das Endoskop 110 so positioniert, dass die Sichtrichtung 135 des Wandlers 130 unter der Struktur oder in einem spitzen Winkel gewinkelt ist. Und zwar beträgt der Winkel der Sichtrichtung 135 hinsichtlich der abzubildenden Struktur nicht 90°. Wenn der Winkel der Sichtrichtung 135 des Wandlers 130 hinsichtlich der abzubildenden inneren Struktur nicht 90° beträgt, dann kann die Abbildung aufgrund von unklaren Aufzeichnungen des Wandlers verzerrt werden. Und zwar nimmt der Wandler 130 Signale auf, die von inneren Strukturen reflektiert werden, welche in verschiedenen Abständen zu dem Wandler 130 sein können, falls der Winkel der Sichtrichtung 135 hinsichtlich der inneren Struktur 90° beträgt. Somit kann der Wandler 130 eine verzerrte Abbildung aufnehmen, da der Wandler 130 weder parallel zu noch in Kontakt mit der Speiseröhrenwand 105 ist.

Und zwar ist der Wandler 130 üblicherweise teilweise in Kontakt mit der Speiseröhrenwand, da der Abtastkopf 120 zu der Speiseröhrenwand 105 gewinkelt ist. Somit sendet nur jener Abschnitt des Wandlers 130, der mit der Speiseröhrenwand 105 in Kontakt ist, Signale zu der abzubildenden inneren Struktur aus und nimmt Signale von dieser auf. Der teilweise Kontakt zwischen dem Wandler 130 und der Speiseröhrenwand 105 führt üblicherweise dazu, dass der Wandler 130 Signale mit einer geringen Verstärkung aussendet und empfängt. Folglich sind die von den aufgenommenen Signalen erzeugten Abbildungen üblicherweise unvollständig, abgeschwächt und/oder verzerrt. Üblicherweise sind unvollständige, abgeschwächte und/oder verzerrte Signale für eine genaue medizinische Diagnose nicht erwünscht, da die Abbildung selbst kein genaues Portrait der abzubildenden inneren Struktur ist.

Des weiteren kann die Sichtrichtung 135 des Wandlers 130 eine fehlerhafte Positionierung des Endoskops 110 aufgrund widersprüchlichen Abbildungen hervorrufen, die an dem Monitor angezeigt werden. Und zwar wird das Endoskop 110 über eine an der Sonde angeordnete Steuerhandhabe positioniert. Die Steuerhandhabe ist an dem entgegengesetzten Ende des Endoskops 110 bezüglich des Wandlers 130 angeordnet. Das Endoskop 110 wird durch die Steuerhandhabe der Sonde so umgelenkt und gekrümmt, dass der Wandler 130 nach oben geneigt wird. Da der Wandler 130 an dem entfernten Ende des Endoskops 110 angeordnet ist, wird der Wandler 130 nach oben geneigt, wenn das Endoskop 110 gegen die Speiseröhrenwand 105 verkeilt wird. Da der Wandler 130 die innere Struktur von unten abbildet, ist die entsprechende zu dem Monitor gesendete Abbildung üblicherweise nicht eindeutig und kann möglicherweise einen Trugschluss bei dem Operateur hervorrufen, der die Abbildung beobachtet.

Wenn das Ende des Endoskops 110 so gekrümmt ist, dass der Wandler 130 gegen die Speiseröhrenwand 105 eines Patienten gedrückt wird, dann können außerdem verschiedene physiologische Probleme auftreten. Zum Beispiel kann das Bewegen des gebogenen Endoskops 110 weiter unten in der Speiseröhre die Speiseröhrenwand beschädigen. Und zwar wird das entfernte Ende des Endoskops 110 ebenfalls in der Speiseröhrenwand 105 verkeilt, da das Endoskop 110 in die Speiseröhrenwand 105 verkeilt wird. Das entfernte Ende des Endoskops 110 kann an der Speiseröhrenwand 105 schleifen und sie abschürfen, wodurch die Speiseröhrenwand 135 beschädigt wird.

Des weiteren kann die Kraft zum Aufrechterhalten des engen und gleichmäßigen Kontakts zwischen dem Wandler 130 und der Speiseröhrenwand 105 Wunden an der Speiseröhrenwand 105 hervorrufen. Und zwar kann die zum Aufrechterhalten des engen und gleichmäßigen Kontaktes mit der Speiseröhrenwand 15 erforderliche Kraft so groß sein, dass sie die Speiseröhrenwand 105 aufreißt, quetscht oder anderweitig verletzt, da das Endoskop 110 umgelenkt wird und der Wandler 130 gegen die Speiseröhrenwand 105 gedrückt wird.

Daher besteht ein Bedarf an einer transösophageale Sonde, die innere Organe und Strukturen sicher, effizient und genau abbildet. Des weiteren besteht ein Bedarf an einer transösophageale Sonde, die die Verletzungsanfälligkeit der Speiseröhrenwand bei Prozeduren wie zum Beispiel TEE minimiert. Es besteht außerdem ein Bedarf an einer transösophageale Sonde, die eine geringere Kraft zum Aufrechterhalten eines engen und gleichmäßigen Kontaktes zwischen dem Wandler und der Speiseröhrenwand erfordert.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine innerlich anzuwendende Abbildungssonde hat einen erweiterbaren Abtastkopf für ein verbessertes Positionieren eines an dem Abtastkopf angebrachten Abbildungselementes. Die Abbildungssonde wird in die Speiseröhre eines Patienten durch den Mund des Patienten hindurch eingeführt. Ist die Abbildungssonde einmal eingeführt, dann wird die Abbildungssonde an einen Punkt positioniert, an dem eine innere Struktur des Patienten innerhalb der Sichtrichtung des Abbildungselementes wie zum Beispiel ein Wandler ist, der an dem Abtastkopf angeordnet ist. Ist der Abtastkopf einmal positioniert, dann wird er erweitert. Der Abtastkopf kann durch Aufpumpen oder unter Verwendung einer bewegbaren Streckvorrichtung erweitert werden, die sich innerhalb des Abtastkopfes befindet. Der aufgepumpte Abtastkopf hat eine flexible Tasche, die ein Fluid wie zum Beispiel Luft oder Wasser aus einem Pumprohr aufnimmt. Der Abtastkopf wird mittels eines Eingriffs einer Steuerhandhabe an dem körpernahen Ende der Abbildungssonde erweitert. Alternativ kann der Abtastkopf über eine sich bewegende Streckvorrichtung erweitert werden, die sich innerhalb des Abtastkopfes befindet. Die Streckvorrichtung kann eine Rotationsstreckvorrichtung oder eine kolbenbetriebene Streckvorrichtung sein.

Der Abtastkopf wird solange erweitert, bis das Abbildungselement wie zum Beispiel ein Wandler einen engen und gleichmäßigen Kontakt mit der Speiseröhrenwand des Patienten erreicht. Der enge und gleichmäßige Kontakt zwischen dem Abbildungselement und der Speiseröhrenwand erhöht die Genauigkeit der durch das Abbildungselement aufgenommenen Signale. Des weiteren minimiert das Erweitern des Abtastkopfes, während der Abtastkopf innerhalb der Speiseröhre des Patienten ist, die Risiken einer Beschädigung der Speiseröhrenwand, die mit den Sonden gemäß dem Stand der Technik verknüpft sind. Ist der Abbildungsprozess einmal abgeschlossen, dann wird die Abbildungssonde zu ihrer nicht erweiterten Größe zurückgezogen und aus der Speiseröhre des Patienten entfernt. Die Abbildungssonde kann innerhalb eines medizinischen Abbildungssystems enthalten sein, das die Sonde, eine Verarbeitungseinheit und einen Monitor zum Anzeigen von Abbildungen der inneren Strukturen hat.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche transösophageale Sonde gemäß einem Beispiel des Stands der Technik.

Fig. 2 zeigt eine transösophageale Ultraschallsonde gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des operativen Endes der Sonde mit der entleerten flexiblen Tasche gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des operativen Endes der Sonde mit der aufgepumpten flexiblen Tasche gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des operativen Endes der Sonde mit dem nicht-erweiterten Abtastkopf gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung des operativen Endes der Sonde mit dem erweiterten Abtastkopf gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Fig. 2 zeigt eine transösophageale Ultraschallsonde 200 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Sonde 200 hat ein semiflexibles Endoskop 210 und eine Steuerhandhabe (nicht gezeigt). Das Endoskop 210 hat einen Abtastkopf 220, der einen Wandler 230 hat, ein Pumprohr (nicht gezeigt), das mit der Steuerhandhabe verbunden ist, und eine flexible Tasche 240. Der Wandler 230 hat eine Sichtrichtung 235. Der Wandler 230 gelangt mit einer Speiseröhrenwand 205 eines Patienten in Kontakt. Die flexible Tasche 240 und der Wandler 230 sind an entgegengesetzten Seiten des Abtastkopfes 220 angeordnet. Die flexible Tasche 240 ist permanent an dem Abtastkopf 220 befestigt. Die flexible Tasche besteht vorzugsweise aus einem widerstandsfähigen und elastischen Material wie zum Beispiel Thermo-Plastik-Elastomer (TPE), das kein Sicherheitsrisiko darstellt, wenn es eingeführt ist.

Im Allgemeinen kann die Sonde 200 Bestandteil eines medizinischen Abbildungssystems sein. Ein derartiges medizinisches Abbildungssystem kann die Sonde 200, eine Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt) und einen Monitor (nicht gezeigt) aufweisen. Beim Betrieb wird die innere Struktur durch die Sonde 200 abgebildet, und die resultierende Abbildung wird zur Weiterverarbeitung und Anzeige an dem Monitor zu der Verarbeitungseinheit gesendet.

Beim Betrieb wird die Sonde 200 in die Speiseröhre des Patienten durch den Mund des Patienten hindurch in der gleichen Art und Weise wie die herkömmliche Sonde 100 gemäß der Fig. 1 eingeführt. Jedoch bleibt das Endoskop 210 der Sonde 200 während des Positionierens und Beobachtens relativ gerade, während es in der Speiseröhre des Patienten ist. Anstatt den Wandler 230 in der Speiseröhrenwand 205 des Patienten zu verkeilen, wird die flexible Tasche 240 aufgepumpt, um einen engen und gleichmäßigen Kontakt zwischen dem Wandler 230 und der Speiseröhrenwand 205 vorzusehen.

Zuerst wird das Endoskop 210 in die Speiseröhre des Patienten eingeführt. Der Abtastkopf 230 (bzw. die flexible Tasche 240) ist entleert, während das Endoskop 210 eingeführt wird. Als nächstes wird das Endoskop 210 so positioniert, dass die abzubildende Struktur innerhalb der Sichtrichtung 235 des Wandlers 230 ist. Das Endoskop 210 wird so positioniert, dass die Sichtrichtung 235 des Wandlers keinen unerwünschten Winkel hinsichtlich der abzubildenden Struktur einnimmt. Und zwar ist die Sichtrichtung 235 des Wandlers vorzugsweise in einem Winkel von 90° hinsichtlich der abzubildenden inneren Struktur. Jedoch kann der Operateur die Wahl haben, den Winkel ein wenig zu verändern, um die Struktur aus verschiedenen Perspektiven zu betrachten.

Ist der Wandler 230 einmal so positioniert, dass die Sichtrichtung 235 in einem Winkel von 90° hinsichtlich der abzubildenden inneren Struktur ist, dann wird die flexible Tasche 240 aufgepumpt, wie dies nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 weiter beschrieben wird. Die flexible Tasche 240 wird aufgepumpt oder ausgedehnt, bis die flexible Tasche 240 mit einer Seite der Speiseröhrenwand 205 in Kontakt gelangt. Das Aufpumpen der flexiblen Tasche 240 bewegt den Wandler 230 in einen engen und gleichmäßigen Kontakt mit der anderen Seite der Speiseröhrenwand 205. Ist die flexible Tasche 240 einmal aufgepumpt, dann wird der Wandler 230 verwendet, um die gewünschte innere Struktur abzubilden. Nachdem das Abbilden abgeschlossen wurde, wird die flexible Tasche 240 vollständig entleert. Ist die flexible Tasche 240 einmal vollständig entleert, dann wird das Endoskop 210 aus der Speiseröhre des Patienten entfernt.

Da die flexible Tasche 240 verglichen mit dem Endoskop 210 relativ weich ist, ist das Risiko einer Verletzung des Patienten merklich geringer als bei der Sonde 100 gemäß dem Stand der Technik. Und zwar ist das Risiko herabgesetzt, dass eine äußere Kante des Abtastkopfes 220 an der Speiseröhrenwand 205 schleift und diese beschädigt, da das bevorzugte Ausführungsbeispiel kein Verkeilen des Endoskops 210 in der Speiseröhrenwand 205 zum Positionieren des Abtastkopfs 220 erfordert, wodurch der gewinkelte Abtastkopf 220 in die Speiseröhrenwand 205 gepresst wird. Daher kann das Endoskop 210 gemäß der vorliegenden Erfindung während des Abbildens bewegt und erneut positioniert werden, ohne dass Risiken in Zusammenhang mit der manuellen Handhabung der Sonde 100 gemäß dem Stand der Technik auftreten.

Des weiteren ist eine geringere Kraft als bei der herkömmlichen Sonde 100 erforderlich, um den engen und gleichmäßigen Kontakt mit der Speiseröhrenwand 205 aufrechtzuerhalten, da der Abtastkopf 220 aufgepumpt wird, während er im Inneren der Speiseröhre des Patienten ist. Und zwar ist es bei der Sonde 200 nicht erforderlich, das Endoskop 210 in der Speiseröhrenwand 205 zu verkeilen, wodurch das entfernte Ende des Abtastkopfes 220 in die entgegengesetzte Speiseröhrenwand 205 gepresst wird. Der Abtastkopf 220 wird vielmehr aufgepumpt, bis beide Seiten des Abtastkopfes 220 mit der Speiseröhrenwand 205 in Kontakt gelangen, während das Ende des Abtastkopfes 220 in einer annähernd vertikalen Orientierung in der Speiseröhre aufgehängt verbleibt. Da das entfernte Ende des Endoskops 210 annähernd vertikal sein kann, während der Abbildungsprozess fortschreitet, kann die Sichtrichtung 235 des Wandlers 230 senkrecht zu der Speiseröhrenwand 205 sein, während innere Strukturen abgebildet werden. Die Sonde 200 wird aufgepumpt und sorgt für einen gleichmäßigen und engen Kontakt mit der Speiseröhrenwand, aber die Aufbringung von verschiedenartigen Kräften durch die manuelle Handhabung zum Aufrechterhalten eines engen und gleichmäßigen Kontakts zwischen dem Wandler 230 und der Speiseröhrenwand ist nicht erforderlich.

Da der Wandler so positioniert sein kann, dass die Fläche des Wandlers 230 parallel zu der Speiseröhrenwand 205 ist, kann außerdem ein größerer Abschnitt des Wandlers 230 in direktem Kontakt mit der Speiseröhrenwand 205 sein. Der direkte Kontakt zwischen dem Wandler 230 und der Speiseröhrenwand 205 ist dazu notwendig, vollständige und unverzerrte Abbildungen der abgebildeten inneren Struktur zu erhalten. Zusätzlich kann die Genauigkeit der Abbildung der inneren Struktur erhöht werden, da der Wandler 230 so positioniert sein kann, dass die Sichtrichtung 235 in einem Winkel von 90° hinsichtlich der abgebildete inneren Struktur ist. Und zwar kann der Wandler 230 Signale aufnehmen, die die Positionen von verschiedenen Punkten innerhalb der inneren Struktur noch genauer reflektieren, wodurch für noch genauere und eindeutigere Abbildungen der inneren Struktur an dem Monitor gesorgt ist. Des weiteren verringert der minimale Übertragungsabstand zwischen dem Wandler 230 und der abgebildeten inneren Struktur die Interferenzwirkungen.

Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung 300 des operativen Endes der Sonde mit der entleerten flexiblen Tasche 240 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die schematische Darstellung 300 zeigt den Abtastkopf 220 des Endoskops 210 gemäß der Fig. 2. Der Abtastkopf 220 hat die flexible Tasche 240, den Wandler 230 und ein Pumprohr 320. Das Pumprohr 320 ermöglicht einen Fluss eines Fluids wie zum Beispiel eine Flüssigkeit oder ein Gas zwischen der flexiblen Tasche 240 und der Steuerhandhabe (nicht gezeigt). Vorzugsweise ist das Pumprohr 320 im Inneren des Abtastkopfes 220 angeordnet. Wie dies unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben wurde, ist die flexible Tasche 240 permanent an dem Abtastkopf 220 befestigt. Die flexible Tasche 240 und der Wandler 230 befinden sich an entgegengesetzten Seiten des Abtastkopfes 220 des Endoskops 210. Wie dies nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 beschrieben wird, wird die flexible Tasche 240 mittels eines Fluidübergangs zwischen dem Pumprohr 320 und der flexiblen Tasche 240 aufgepumpt oder auf eine normale Größe reduziert. In umgekehrter Weise wird die flexible Tasche entleert, indem das Fluid aus der flexiblen Tasche 240 in das Pumprohr 320 abgelassen wird.

Die Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung 400 des operativen Endes der Sonde mit der aufgepumpten flexiblen Tasche 240 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Um den Abtastkopf 220 aufzupumpen, wird ein Fluid in die flexible Tasche 240 durch das Pumprohr 320 hindurch von einer Pumpe in der Endoskophandhabe (nicht gezeigt) gepumpt. Die Pumpe kann eine manuelle Pumpe wie zum Beispiel eine Luftpumpe eines Sphygmomanometers sein, oder die Pumpe kann vollautomatisch wie zum Beispiel ein mechanischer Luftverdichter sein. Ein Fluid wie zum Beispiel Luft oder Wasser wandert von der Pumpe an der Steuerhandhabe in das Pumprohr 320. Das Fluid wandert dann durch das Pumprohr 320 hindurch, bis es die flexible Tasche 240 erreicht, wo es gespeichert wird. Die flexible Tasche 240 wird aufgepumpt, wodurch sie sich erweitert, wenn das Fluid in die flexible Tasche 240 eingeführt wird.

Um die flexible Tasche 240 zu entleeren, kann der Anwender das Fluid durch ein Entlastungsventil hindurch auslassen, das an der Steuerhandhabe (nicht gezeigt) angeordnet ist. Die Betätigung des Entlastungsventils ermöglicht ein Austreten des Fluids aus der flexiblen Tasche 240 in das Pumprohr 320.

Alternativ kann das zum Aufpumpen der flexiblen Tasche 240 verwendete Fluid Wasser, eine andere nicht toxische Flüssigkeit oder ein Gas sein, die keine Sicherheitsrisiken darstellen, falls sie eingenommen werden. Außerdem kann das Fluid alternativ während der Entleerung zu einem anderen Abschnitt der Sonde übertragen werden, oder das Fluid kann zur Umgebung außerhalb des Patienten abgelassen werden. Außerdem kann das Fluid aus dem Pumprohr 320 und der flexiblen Tasche unter Verwendung eines Fluidsaugmechanismus evakuiert werden.

Ebenso kann das Endoskop 210 alternativ eine Dichtkammer aufweisen, die mit der flexiblen Tasche 240 verbunden ist. Anstatt das Fluid aus einer externen Quelle aufzunehmen, kann die flexible Tasche 240 gemäß dem alternativen Ausführungsbeispiel durch ein Fördern des in der Kammer gespeicherten Fluids in die flexible Tasche 240 aufgepumpt werden. Die flexible Tasche 240 kann dann durch Zurückfördern des Fluids aus der flexiblen Tasche 240 in die Dichtkammer entleert werden. Somit kann das Pumprohr 240 nicht notwendig sein. Zum Beispiel kann Luft anfänglich gleichmäßig in der Kammer innerhalb des Endoskops 210 verteilt sein. Um die flexible Tasche 240 aufzupumpen, kann die Steuerhandhabe in Eingriff gelangen, um die Verteilung der Luft in der Kammer zu ändern. Zum Beispiel kann ein Kolben verwendet werden, der sich innerhalb der Kammer bewegt, wodurch das Fluid verdichtet und zu dem Abtastkopf 220 und in die flexible Tasche 240 gepresst wird. Wenn sich der Kolben nach unten zu dem entfernten Ende des Endoskops 210 bewegt, dann presst er die Luft nach unten zu dem entfernten Ende des Endoskops 210 in die flexible Tasche 240. Und zwar kann innerhalb der Kammer des Endoskops 210 gespeicherte Luft oder ein anderes Fluid zu der flexiblen Tasche 240 des Abtastkopfes 220 gefördert werden. Um die flexible Tasche 240 zu entleeren, kann die Steuerhandhabe der Sonde eingreifen, um das Fluid erneut annähernd gleichmäßig in der ganzen Kammer des Endoskops 210 zu verteilen. Anders gesagt kann der Kolben zu dem körpernahen Ende des Endoskops 210 zurückkehren, wodurch ein erneutes Eintreten des Fluids in die Kammer ermöglicht wird.

Alternativ kann die gesamte Innenkammer der Sonde 200 zum Fördern von Luft zu der flexiblen Tasche 240 verwendet werden. Anstatt einen Kolben zum Fördern der Luft zu verwenden, kann die Sonde 200 selbst mit Druck beaufschlagt werden, so dass eine auf die Handhabe aufgebrachte Kraft eine Bewegung des Fluids, das innerhalb der Innenkammer der Sonde enthalten ist, zu der flexiblen Tasche 240 bewirkt wird.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß den Fig. 2 bis 4 wird eine aufpumpbare flexible Tasche 240 zum Erweitern des Abtastkopfes 220 verwendet. Alternativ kann der Abtastkopf 220 des Endoskops 210 mittels einer Rotations- oder kolbenbetriebene Streckvorrichtung erweitert werden, die sich in dem Abtastkopf 220 befindet, wie dies nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 gezeigt ist.

Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung 500 des operativen Endes der Sonde mit dem nicht-erweiterten Abtastkopf 220 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die schematische Darstellung 500 hat den Abtastkopf 220, der sich an dem Ende des Endoskops 210 befindet. Der Abtastkopf 220 hat den Wandler 230, eine flexible Abdeckung 510, eine Rotationsstreckvorrichtung 520, ein Gelenk 530, einen Eingriffsschaft 535 und einen Kraftaufbringungspunkt 540.

Die Rotationsstreckvorrichtung 520 befindet sich in dem Abtastkopf 220 und ist mit dem Hauptkörper des Endoskops 210 an dem Gelenk 530 und an dem Kraftaufbringungspunkt 540 verbunden. An dem Kraftaufbringungspunkt 540 ist das Endoskop durch den Eingriffsschaft 535 mit der Rotationsstreckvorrichtung 520 verbunden. Der Wandler 230 und die flexible Abdeckung 510 befinden sich an entgegengesetzten Seiten des Abtastkopfes 220. Die flexible Abdeckung 510 ist mit dem Hauptkörper des Endoskops 210 und mit dem Boden des Abtastkopfes 220 verbunden. Die flexible Abdeckung 510 bietet einen Schutz gegen alle möglichen Ecken und Kanten, die in dem Abtastkopf 220 enthalten sein können. Zusätzlich ist die flexible Abdeckung 510 luftdicht. Da die flexible Abdeckung luftdicht ist, hat sie deshalb keine Löcher, durch die Fluide eintreten oder austreten können. Folglich kann der Abtastkopf 220 schnell und einfach desinfiziert werden, da die inneren Strukturen des Abtastkopfes 520 vollständig innerhalb des Abtastkopfes 220 enthalten und geschützt sind.

Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung des operativen Endes der Sonde mit dem erweiterten Abtastkopf 220 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Um den Abtastkopf 220 zu erweitern, wird der Eingriffsschaft 535 über die Steuerhandhabe (nicht gezeigt) betätigt. Der Eingriffsschaft 535 ist vorzugsweise eine Schubstange. Alternativ kann der Eingriffsschaft 535 ein Gewindeschaft sein, der durch eine Eingriffsmutter an der Rotationsstreckvorrichtung 520 angebracht ist. Wenn der Betätigungsschaft 535 an dem Kraftaufbringungspunkt 540 nach unten drückt, dann wird die Rotationsstreckvorrichtung 520 um das Gelenk 530 herum geschwenkt und dreht sich von dem Wandler 230 weg. Da die Rotationsstreckvorrichtung 520 unter der flexiblen Abdeckung 510 enthalten ist, wird die flexible Abdeckung 510 als Reaktion auf die Bewegung der Rotationsstreckvorrichtung 520 von dem Wandler 230 weg gestreckt. Wenn die Rotationsstreckvorrichtung 520 um das Gelenk 530 herum von dem Wandler 230 weg geschwenkt wird, dann wird der Abtastkopf 220 erweitert.

Um die Rotationsstreckvorrichtung 520 zurückzuziehen, wird der Eingriffsschaft 535 über die Steuerhandhabe (nicht gezeigt) betätigt. Wenn der Eingriffsschaft 535 zu dem körpernahen Ende des Endoskops 210 zurückweicht, dann wird die Rotationsstreckvorrichtung 520 an dem Gelenk 530 geschwenkt und als Reaktion auf die Bewegung der Rotationsstreckvorrichtung 520 mitgenommen. Und zwar dreht sich die Rotationsstreckvorrichtung 520 zu dem Wandler 230. Die flexible Abdeckung 510 passt sich der Rotationsstreckvorrichtung 520 an. Wenn sich die Rotationsstreckvorrichtung 520 zu dem Wandler 230 zurück bewegt, dann tut dies auch die flexible Abdeckung 510. Wenn der Eingriffsschaft 535 vollständig innerhalb des Hauptkörpers des Endoskops 210 zurückgezogen ist, dann ist die Bewegung der Rotationsstreckvorrichtung 520 gesperrt, da die Rotationsstreckvorrichtung 520 mit dem Hauptkörper des Endoskops 210 in Kontakt gelangt. Dieser Abtastkopf 220 ist dann vollständig zurückgezogen, wenn die Bewegung der Rotationsstreckvorrichtung 520 durch den Hauptkörper des Endoskops 210 einmal gesperrt ist.

Alternativ kann die Streckvorrichtung kolbenbetrieben sein. Der Kolben kann sich senkrecht zu dem Hauptkörper des Endoskops 210 bewegen. Wenn sich der Kolben von dem Hauptkörper des Endoskops 210 weg bewegt, dann bewegt sich die Streckvorrichtung somit von dem Hauptkörper des Endoskops 210 als Reaktion auf die Bewegung des Kolbens weg. Alternativ kann die Streckvorrichtung selbst der Kolben sein. Somit wird der Abtastkopf 220 durch die Erweiterung des Kolbens erweitert; das Zurückziehen des Kolbens reduziert die Größe des Abtastkopfes 220.

Eine innerlich anzuwendende Abbildungssonde hat einen erweiterbaren Abtastkopf zum Verbessern des Positioniervorgangs eines an dem Abtastkopf angebrachten Abbildungselementes. Die Abbildungssonde wird in die Speiseröhre eines Patienten durch den Mund des Patienten hindurch eingeführt. Ist die Abbildungssonde einmal eingeführt, dann wird die Abbildungssonde zu einen Punkt positioniert, an dem eine innere Struktur des Patienten innerhalb der Sichtrichtung eines Abbildungselementes ist, das zum Beispiel ein an dem Abtastkopf angebrachter Wandler ist. Ist der Abtastkopf einmal positioniert, dann wird er entweder durch Aufpumpen oder durch Bewegen einer innerhalb des Abtastkopfes angeordneten Streckvorrichtung erweitert. Der Abtastkopf wird dann erweitert, bis das Abbildungselement wie zum Beispiel ein Wandler einen engen und gleichmäßigen Kontakt mit der Speiseröhrenwand des Patienten erreicht, wodurch ein genaues Abbilden der inneren Struktur vorgesehen wird. Des weiteren minimiert das Erweitern des Abtastkopfes die Risiken einer Beschädigung der Speiseröhrenwand, die mit den Sonden gemäß dem Stand der Technik verknüpft sind, während der Abtastkopf innerhalb der Speiseröhre des Patienten ist. Ist der Abbildungsprozess einmal abgeschlossen, dann kehrt die Abbildungssonde zu ihrer nicht-erweiterten Größe zurück und wird aus der Speiseröhre des Patienten entfernt. Die Abbildungssonde kann innerhalb eines medizinischen Abbildungssystems enthalten sein, das die Sonde, eine Verarbeitungseinheit und einen Monitor zum Betrachten von Abbildungen der inneren Struktur aufweist.

Während besondere Bauelemente, Ausführungsbeispiele und Anwendungen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben sind, sollte klar sein, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, da insbesondere angesichts der vorstehend beschriebenen Lehre durch einen Durchschnittsfachmann Abwandlungen geschaffen werden können. Es ist daher beabsichtigt, dass die angehängten Ansprüche derartige Abwandlungen abdecken und jene Merkmale beinhalten, die innerhalb des Umfangs der. Erfindung sind.

Claims (34)

1. Innerlich anzuwendende Abbildungssonde einschließlich:
eines erweiterbaren Abtastkopfes zum Verbessern des Positioniervorgangs eines an dem Abtastkopf angebrachten Abbildungselementes.

2. Sonde gemäß Anspruch 1, die des weiteren ein Endoskop aufweist, das in die Speiseröhre eines Patienten einzuführen ist, wobei der Abtastkopf an dem entfernten Ende des Endoskops angeordnet ist.

3. Sonde gemäß Anspruch 1, wobei der Abtastkopf Folgendes aufweist:
ein Pumprohr, das einen Fluiddurchsatz ermöglicht; und
eine flexible Tasche, die das Fluid aufnimmt,
wobei sich der Abtastkopf erweitert, wenn die flexible Tasche das Fluid aufnimmt.

4. Sonde gemäß Anspruch 3, wobei das Fluid Wasser ist.

5. Sonde gemäß Anspruch 3, wobei das Fluid Luft ist.

6. Sonde gemäß Anspruch 1, wobei der Abtastkopf eine Streckvorrichtung aufweist, wobei die Streckvorrichtung zum Erweitern des Abtastkopfes betreibbar ist.

7. Sonde gemäß Anspruch 1, wobei der Abtastkopf Folgendes aufweist:
eine Streckvorrichtung, wobei die Streckvorrichtung zum Erweitern des Abtastkopfes betreibbar ist; und
ein Gelenk zum Drehen der Streckvorrichtung.

8. Sonde gemäß Anspruch 7, die des weiteren eine flexible Abdeckung aufweist, die die Streckvorrichtung abdeckt.

9. Sonde gemäß Anspruch 6, wobei die Streckvorrichtung eine kolbenbetriebene Streckvorrichtung ist.

10. Sonde gemäß Anspruch 1, die des weiteren eine Steuerhandhabe aufweist, die eine Steuerung der Erweiterung des Abtastkopfes ermöglicht.

11. Sonde gemäß Anspruch 1, die des weiteren einen Wandler für eine Ultraschallabbildung der inneren Strukturen eines Patienten aufweist.

12. Sonde gemäß Anspruch 2, wobei der Wandler mit einer Speiseröhrenwand eines Patienten in Kontakt gelangt, wenn sich der Abtastkopf erweitert.

13. Sonde gemäß Anspruch 1, wobei das Abbildungselement eine Sichtrichtung hat, wobei die Sichtrichtung im Wesentlichen senkrecht zu der Speiseröhrenwand eines Patienten ist.

14. Medizinisches Abbildungssystem einschließlich:
einer Sonde zum Abbilden von inneren Strukturen eines Patienten,
wobei die Sonde einen erweiterbaren Abtastkopf zum Verbessern des Positioniervorgangs eines an dem Abtastkopf angebrachten Abbildungselementes aufweist.

15. System gemäß Anspruch 14, wobei die Sonde an einem Endoskop angebracht ist, das in die Speiseröhre eines Patienten einführbar ist, wobei der Abtastkopf an dem entfernten Ende des Endoskops angeordnet ist.

16. Sonde gemäß Anspruch 14, wobei der Abtastkopf Folgendes aufweist:
ein Pumprohr, das einen Fluiddurchsatz ermöglicht; und
eine flexible Tasche, die das Fluid aufnimmt,
wobei sich die flexible Tasche erweitert, wenn die flexible Tasche das Fluid aufnimmt.

17. Sonde gemäß Anspruch 16, wobei das Fluid Wasser ist.

18. Sonde gemäß Anspruch 16, wobei das Fluid Luft ist.

19. Sonde gemäß Anspruch 14, wobei der Abtastkopf eine Streckvorrichtung aufweist, wobei die Streckvorrichtung zum Erweitern des Abtastkopfes betreibbar ist.

20. Sonde gemäß Anspruch 14, wobei der Abtastkopf Folgendes aufweist:
eine Streckvorrichtung, wobei die Streckvorrichtung zum Erweitern des Abtastkopfes betreibbar ist; und
ein Gelenk zum Drehen der Streckvorrichtung.

21. Sonde gemäß Anspruch 20, die des weiteren eine flexible Abdeckung aufweist, die die Streckvorrichtung abdeckt.

22. Sonde gemäß Anspruch 14, wobei die Streckvorrichtung ein Kolben ist, der sich von dem Abtastkopf weg bewegt, um den Abtastkopf zu erweitern.

23. Sonde gemäß Anspruch 14, die des weiteren eine Steuerhandhabe aufweist, die eine Steuerung der Erweiterung des Abtastkopfes ermöglicht.

24. Sonde gemäß Anspruch 14, die des weiteren einen Wandler für eine Ultraschallabbildung der inneren Strukturen eines Patienten aufweist.

25. Sonde gemäß Anspruch 15, wobei der Wandler mit einer Speiseröhrenwand eines Patienten in Kontakt gelangt, wenn sich der Abtastkopf erweitert.

26. Sonde gemäß Anspruch 14, wobei das Abbildungselement eine Sichtrichtung hat, wobei die Sichtrichtung senkrecht zu der Speiseröhrenwand eines Patienten ist.

27. Verfahren zum Abbilden einer inneren Struktur eines Patienten unter Verwendung einer Abbildungssonde mit einem Abtastkopf, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist:
Erweitern des Abtastkopfes der Abbildungssonde, der in den Patienten eingeführt wurde, um den Positioniervorgang eines Abbildungselementes zu verbessern, das eine Sichtrichtung hat und an dem Abtastkopf angebracht ist.

28. Verfahren gemäß Anspruch 27, wobei der Erweiterungsschritt jenen Schritt aufweist, bei dem die Abbildungssonde in die Speiseröhre des Patienten eingeführt wird, während die Abbildungssonde nicht erweitert ist.

29. Verfahren gemäß Anspruch 27, das den Positionierschritt aufweist, bei dem das Abbildungselement im Wesentlichen parallel zu einer Speiseröhrenwand des Individuums positioniert wird.

30. Verfahren gemäß Anspruch 29, das des weiteren den Erweiterungsschritt aufweist, bei dem der Abtastkopf erweitert wird, nachdem die Abbildungssonde zum Abbilden der inneren Struktur positioniert wurde.

31. Verfahren gemäß Anspruch 29, das des weiteren den Positionierschritt aufweist, bei dem das Abbildungselement so positioniert wird, dass die innere Struktur in der Sichtrichtung des Abbildungselementes ist.

32. Verfahren gemäß Anspruch 30, wobei der Erweiterungsschritt ein Aufpumpen des Abtastkopfes aufweist.

33. Verfahren gemäß Anspruch 30, wobei der Erweiterungsschritt ein Bewegen einer Streckvorrichtung aufweist, die in dem Abtastkopf angeordnet ist.

34. Verfahren gemäß Anspruch 27, wobei der Abbildungsschritt ein Positionieren eines Wandlers aufweist, der an dem Abtastkopf angebracht ist.