DE102004019909A1

DE102004019909A1 - Endoskop

Info

Publication number: DE102004019909A1
Application number: DE200410019909
Authority: DE
Inventors: Horst Baholzer
Original assignee: ASAP ENDOSCOPIC PRODUCTS GmbH
Current assignee: ASAP ENDOSCOPIC PRODUCTS GmbH
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2024-04-22
Also published as: US20050240079A1; US7448994B2; DE102004019909B4; DE20306541U1

Abstract

Um bei einem Endoskop mit einem Schaft (1) und mit einem Linsensystem (5) mit mehreren Linsenbauteilen (6, 7, 8) mit dazwischen angeordneten Luftspalten (10, 13, 15) und mit einer Beleuchtungseinrichtung (4), welche innerhalb des Schaftes (1) angeordnet sind, eine Beschädigung auch bei starker Biegung zu vermeiden, weisen zumindest einzelne Linsenbauteile (6, 7, 8) unterschiedliche axiale Längen zueinander auf, wobei die kürzesten Linsenbauteile (6) im Bereich der axialen Mitte (9) des Schaftes (1) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein derartiges Endoskop ist durch die DE 199 42 152 bekannt. Bei diesem Endoskop ist zwischen einem Objektiv und einem Okular ein optisches Bildübertragungssystem mit mehrere Achromatlinsen angeordnet. Alle Linsen sind identisch ausgebildet. Nachteiligerweise kann der Schaft bei Benutzung während einer Operation nur unzureichend gebogen werden.
Durch die US 2 828 669 ist ebenfalls ein Endoskop bekannt, wobei zwischen einem Okular und einem Objektiv acht Linsendubletten angeordnet sind. Alle acht Dubletten sind identisch ausgebildet und die Abstände zwischen den einzelnen Dubletten sind auch nahezu identisch.
Durch die DE 33 42 498 ist ein Endoskop bekannt, welches aus einer Mehrzahl von Linsengruppen besteht, wobei die Linsengruppe aus zwei Linsengliedern besteht. Die einzelnen Linsenglieder sind unterschiedlich lang. Zwischen den einzelnen Linsengliedern sind keine Luftspalte vorgesehen, sondern zwischen den Linsengliedern ist eine Glasplatte angeordnet, wodurch eine Flexibilität des Schaftes verhindert wird.
Bei einem weiteren bekannten Endoskop besteht das Linsensystem aus mehreren im wesentlichen gleich langen Stablinsen. Bei Benutzung des Endoskops während einer Operation beispielsweise im Kniebereich oder auch bei einer urologischen Untersuchung kommt es immer wieder zu einer Verbiegung des Schafts. Bei dem bekannten Endoskop kann der Schaft an seinem distalen Ende etwa um 20 mm ausgelenkt werden. Ist die Biegung stärker, so führt dies nachteiligerweise zu einer Beschädigung des Endoskops, insbesondere zu einem Bruch der Stablinsen.
Es sind auch Endoskope bekannt, bei welchen das Linsensystem mehrere nachfolgend angeordnete Triplet-Systeme aufweist. Ein Triplet-System setzt sich aus einer langen Stablinse, einer kurzen Linse und wieder einer langen Stablinse zusammen.
Die Aufgabe der Erfindung wird somit darin gesehen, ein Endoskop der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine Beschädigung des Endoskops auch bei einer starken Biegung vermieden wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Endoskop gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist.
Durch die Anordnung der kürzeren Linsenbauteile im Bereich der axialen Mitte des Schaftes kann der Schaft stärker gebogen werden, ohne daß die Linsenbauteile beschädigt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Endoskop ist eine Auslenkung des Schaftes am distalen Ende von etwa 55 mm möglich. Dies wird dadurch erreicht, daß im Bereich der stärksten Biegung in der Mitte des Schaftes ein geringerer Biegungswiderstand aufgrund der kürzeren Linsenbauteile vorhanden ist.
Da bei Benutzung des Endoskops die größte Biegung in der Mitte des Schaftes ist und zu den Enden des Schaftes hin eine geringere Biegung auftritt, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Längen der Linsenbauteile vom Bereich der axialen Mitte des Schaftes zumindest nach einem Ende des Schaftes hin zunehmen. Vorteilhafter Weise nehmen die Längen der Linsenbauteile vom Bereich der Axialmitte sowohl zum distalen Ende und auch zum proximalen Ende des Schaftes hin zu.
Das Verhältnis der axialen Längen der einzelnen Linsenbauteile zueinander kann recht unterschiedlich sein. Als zweckmäßig hat sich herausgestellt, daß das Verhältnis der axialen Längen des längsten Linsenbauteils zu der axialen Länge des kürzesten Linsenbauteils etwa 7 : 1 beträgt. Ebenfalls als zweckmäßig hat sich erwiesen, daß die axiale Länge des an das kürzeste Linsenbauteil angrenzenden Luftspaltes etwa gleich oder ein Vielfaches, insbesondere das fünffache der axialen Länge des kürzesten Linsenbauteils ist.
Die Biegefähigkeit des Schaftes kann zusätzlich weiter erhöht werden, wenn statt des bisher verwendeten Edelstahlschaftes ein Schaft aus einem etwas flexibleren Material verwendet wird. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht deshalb vor, daß das Außenrohr des Schaftes aus einer flexiblen Metallegierung bestehen.
Um eine noch bessere Biegeeigenschaft zu erhalten, sieht eine besondere Ausführungsform der Erfindung vor, daß die längeren Linsenbauteile aus einer ersten Hälfte und einer zweiten Hälfte bestehen, zwischen denen ein Luftspalt angeordnet ist. Hierdurch wird bei Biegung die Gefahr eines Bruchs der Stablinse reduziert, da sie durch den zwischen den beiden Hälften befindlichen Luftspalt insgesamt beweglicher ist. Zusätzlich wird die Kontaktstrecke des Linsenbauteils mit dem Innenrohr und damit die Bruchgefahr der Stablinse bei Biegung bei einer weiteren Ausführungsform weiter reduziert, indem der Außendurchmesser des längeren Linsenbauteils in einem Teilbereich des Linsenbauteils verringert ist und insbesondere der Außendurchmesser der beiden Hälften des Linsenbauteils in einem Teilbereich der jeweiligen Hälften verringert ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. Hierbei stellt dar:
1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Endoskop gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Endoskop gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
3 einen Längsschnitt durch ein Linsenbauteil gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Das erfindungsgemäße Endoskop weist einen Schaft 1 mit einem Außenrohr 2 und einem innerhalb des Außenrohres 2 angeordneten Innenrohr 3 auf. Zwischen dem Außenrohr 2 und dem Innenrohr 3 sind eine Vielzahl von Lichtleitern als Beleuchtungseinrichtung 4 vorgesehen. Innerhalb des Innenrohres 3 ist ein Linsensystem 5 bestehend aus insgesamt sechs Linsenbauteile 6, 7, 8 gemäß 1 oder zehn Linsenbauteilen 6, 7, 8 gemäß 2 angeordnet. Die einzelnen Linsenbauteile 6, 7, 8 weisen unterschiedliche axiale Längen auf. Die im Bereich der axialen Mitte 9 des Schaftes 1 angeordneten vier Linsenbauteile 6 gemäß 1 haben die kürzeste Länge von jeweils etwa 4 mm. Die vier Linsenbauteile 6 sind durch insgesamt drei Luftspalte 10 voneinander getrennt. Die axiale Länge jedes Luftspaltes 10 beträgt 20 mm und entspricht damit etwa der fünffachen axialen Länge des kürzesten Linsenbauteils 6 von 4 mm. Angrenzend an die äußeren Linsenbauteile 6 schließt sich sowohl zu einem proximalen Ende 11 als auch zu einem distalen Ende 12 des Schaftes 1 jeweils ein weiterer Luftspalt 13 an, welcher etwas kürzer als der Luftspalt 10 sein kann. An die beiden Luftspalte 13 angrenzend folgt dann zum distalen Ende 12 ein längeres Linsenbauteil 7 mit 23 mm axialer Länge und zum distalen Ende 11 ein noch längeres Linsenbauteil 8 mit 28 mm Länge. Zum proximalen Ende 11 hin folgt dann noch ein Luftspalt und ein Okular 14. Zum distalen Ende 12 hin folgt nach dem Linsenbauteil 7 ein Luftspalt 15 und ein Objektiv 16.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind im Bereich der axialen Mitte 9 des Schaftes 1 insgesamt sieben kurze Linsenbauteile 6 von jeweils 4 mm axialer Länge vorgesehen. Die Luftspalte 10 dazwischen sind wiederum 20 mm lang. Angrenzend an die äußeren Linsenbauteile 6 schließt sich sowohl zu einem proximalen Ende 11 als auch zu einem distalen Ende 12 des Schaftes 1 jeweils ein weiterer Luftspalt 13 an, welcher etwas kürzer als der Luftspalt 10 sein kann. An den Luftspalt 13 angrenzend folgt dann zum distalen Ende 12 ein längeres Linsenbauteil 7 mit 23 mm axialer Länge, ein weiterer Luftspalt 15 und ein noch längeres Linsenbauteil 8 mit 27 mm Länge. Zum proximalen Ende 11 folgt nach dem Luftspalt 13 das längere Linsenbauteil 8 mit 27 mm Länge. Weiter folgt dann noch ein Luftspalt 15 und das Okular 14. Zum distalen Ende 12 hin folgt nach dem Linsenbauteil 8 ein Luftspalt 15 und das Objektiv 16.
Die in 1 und 2 dargestellten längeren Linsenbauteile 7 und Linsenbauteile 8, welche Stablinsen sind, sind einstückig ausgebildet und haben einen Länge von etwa 21 mm bis 30 mm und einen Außendurchmesser von etwa 1.8 mm bis 2.8 mm. 3 zeigt nun eine weitere Ausgestaltung eines längeren Linsenbauteils 17. Von der axialen Länge her entspricht dieses Linsenbauteil 17 dem Linsenbauteil 7 bzw. 8, jedoch ist das Linsenbauteil 17 senkrecht zu seiner Längsachse 18 in der Mitte halbiert, so daß eine erste Hälfte 19 und eine zweite Hälfte 20 des Linsenbauteils 17 entsteht. Zwischen der ersten Hälfte 19 und der zweiten Hälfte 20 sind Distanzelemente 21 derart angeordnet, daß sich zwischen den beiden Hälften 19, 20 ein 1 mm starker Luftspalt 22 ausbildet. Jede der Hälften 19, 20 ist zusätzlich an ihrem nach außen gerichteten, freien Ende derart abgeschliffen bzw. abzentriert, daß ein Außendurchmesser 23 des äußeren freien Endes jeder Hälfte 19, 20 geringer ist als ein Außendurchmesser 24 der verbleibenden Bereiche jeder Hälfte 19, 20 des Linsenbauteiles 17. Bei einem Außendurchmesser 24 von 1.8 mm beträgt der Außendurchmesser 23 1.4 mm und bei einem Außendurchmesser 24 von 2.8 mm beträgt der Außendurchmesser 23 2.2 mm. Der verringerte Außendurchmesser 23 erstreckt sich vom freien Ende der ersten Hälfte 19 in axialer Richtung der Längsachse 18 gesehen etwa bis zur Mitte der Gesamtlänge der ersten Hälfte 19. Entsprechend erstreckt sich bei der zweiten Hälfte 20 ebenfalls der verringerte Außendurchmesser 23 in axialer Richtung der Längsachse 18 bis zur Mitte der zweiten Hälfte 20. Durch die Halbierung des längeren Linsenbauteiles 17 und der Verringerung des Außendurchmessers 23 ergibt sich eine bessere Biegeeigenschaft des erfindungsgemäßen Endoskops, da eine Kontaktstrecke 25 des Linsenbauteiles 17, welche an der Innenwandung des Innenrohres 3 anliegt, erheblich kürzer ist als die entsprechende Kontaktstrecke des Linsenbauteiles 7 bzw. 8. Dadurch wird bei Biegung des Innenrohres 3 die Gefahr eines Bruches des Linsenbauteiles 17 erheblich reduziert. Bei dem vorstehend beschriebenen Linsenbauteil 17 gemäß 3 ist die Kontaktstrecke 25 nur noch halb so groß wie die Kontaktstrecke eines entsprechenden einstückigen Linsenbauteiles 7 bzw. 8. Der gleichmäßig verringerte Außendurchmesser 23 der beiden Hälften 19, 20 könnte sich alternativ an den inneren Enden der beiden Hälften 19, 20 befinden, welche sich gegenüberliegend und angrenzend an den Luftspalt 22 angeordnet sind.
Durch die Anordnung der kürzesten Linsenbauteile 6 im Bereich der Mitte 9 des Schaftes 1 ist eine große Biegung des Schaftes 1 beim Benutzen des erfindungsgemäßen Endoskops möglich, ohne daß die Linsenbauteile 6, 7, 8 dadurch beschädigt werden. Zusätzlich wird diese stärkere Biegung des Schaftes 1 noch durch die relativ großen Luftspalte 10 im Vergleich zur Länge der Linsenbauteile 6 verbessert. Eine noch stärkere Biegung des Schaftes 1 wird dadurch erreicht, daß das Außenrohr 2 aus einer flexiblen Metallegierung besteht. Als Metallegierung wird eine Nickel-Kobalt-Chrom-Legierung, insbesondere Phynox verwendet. Das Linsensystem 5 kann einen Außendurchmesser von 1.8 mm oder 2.8 mm haben. Entsprechend ist der Außendurchmesser des Außenrohres 2 2.7 mm oder 4 mm. Durch die Halbierung des längeren Linsenbauteiles 17 und der Verringerung des Außendurchmessers 23 der beiden Hälften 19, 20 ergibt sich eine noch bessere Biegeeigenschaft des erfindungsgemäßen Endoskops.

Claims

Endoskop mit einem Schaft (1) und mit einem Linsensystem (5) mit mehreren Linsenbauteilen (6, 7, 8) mit dazwischen angeordneten Luftspalten (10, 13, 15) und mit einer Beleuchtungseinrichtung (4), welche innerhalb des Schaftes (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einzelne Linsenbauteile (6, 7, 8) unterschiedliche axiale Längen zueinander aufweisen, wobei die kürzesten Linsenbauteile (6) im Bereich der axialen Mitte (9) des Schaftes (1) angeordnet sind.
Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Längen der Linsenbauteile (6, 7, 8) vom Bereich der axialen Mitte (9) des Schaftes (1) zumindest nach einem Ende (11, 12) des Schaftes (1) hin zunehmen.
Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Längen der Linsenbauteile (6, 7,8) vom Bereich der axialen Mitte (9) zum proximalen Ende (11) und zum distalen Ende (12) des Schaftes (1) hin zunehmen.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der axialen Länge des längsten Linsenbauteils (8) zu der axialen Länge des kürzesten Linsenbauteils (6) etwa 7 : 1 beträgt.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des an das kürzeste Linsenbauteil (6) angrenzenden Luftspaltes (10) etwa gleich oder ein Vielfaches, insbesondere das Fünffache der axialen Länge des kürzesten Linsenbauteils (6) ist.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Längen der Linsenbauteile (6, 7, 8) vom proximalen Ende (11) des Schaftes (1) zur axialen Mitte (9) des Schaftes (1) kontinuierlich abnehmen und von der axialen Mitte (9) des Schaftes (1) zum distalen Ende (12) des Schaftes kontinuierlich zunehmen.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der axialen Mitte (9) des Schaftes (1) mehrere, insbesondere vier oder sieben kurze Linsenbauteile (6) angeordnet sind.
Endoskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mehreren, insbesondere vier oder sieben kurzen Linsenbauteilen (6) mehrere, insbesondere drei oder sechs Luftspalte (10) mit jeweils einem Vielfachen der axialen Länge des kürzesten Linsenbauteils (6) angeordnet sind.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) ein Außenrohr (2) und ein Innenrohr (3) aufweist, wobei das Außenrohr (2) aus einer flexiblen Metallegierung besteht.
Endoskop nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Linsenbauteile (17 ) aus einer ersten Hälfte (19) und einer zweiten Hälfte (20) bestehen, zwischen denen ein Luftspalt (22) angeordnet ist.
Endoskop nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außendurchmesser (23) des längeren Linsenbauteils (17) in einem Teilbereich des Linsenbauteils (17) verringert ist.
Endoskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außendurchmesser (23) jeder Hälfte (19, 20) des längeren Linsenbauteils (17) in einem Teilbereich der jeweiligen Hälfte (19, 20) verringert ist.