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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abklappmechanismus eines Endoskopschafts zur abwinkelbaren Verbindung einer distalen Spitze des Endoskopschafts mit einem proximalen Endoskopabschnitt sowie einen Endoskopkopfaufsatz für ein Endoskop mit einem solchen Abklappmechanismus.
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Hintergrund der Erfindung
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Endoskope sind medizinische Arbeitsgeräte zur visuellen Exploration von Hohlräumen in einem Patientenkörper. Sie weisen grundsätzlich optische Einrichtungen am distalen, d.h. körperzugewandten Endoskopende (auch Endoskopkopf genannt) sowie optional einen Arbeitskanal auf, der sich ausgehend von einem proximalen (körperabgewandten) Endoskopabschnitt oder extrakorporalen Endoskopgriff durch einen (daran sich anschließenden) flexiblen/biegesteifen oder starren Endoskopschaft hindurch bis zum Endoskopkopf ersteckt und das extrakorporale Einführen und Verwenden eines medizinischen Instruments wie z.B. einer Zange, Schere, Nadel, Schlinge, Messer und dergleichen ermöglicht.
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Derartige Endoskope können wahlweise mit zusätzlichen Fähigkeiten versehen werden, etwa indem am distalen Endoskopende/Endoskopkopf eine Kappe oder Hülse auf den Endoskopkopf radial außenseitig aufgesetzt wird, die mit bestimmten Funktionen/Funktionselementen versehen oder ausgerüstet ist, wodurch das Endoskop nicht nur zur Exploration und/oder als Zugang für therapeutische Anwendungen sondern auch selbst als ein minimalinvasives Instrument zur Ausführung eines chirurgischen Vorgangs genutzt werden kann. Alternativ hierzu ist es aber auch vorgesehen, spezielle Endoskope für ganz bestimmte medizinische Anwendungen mit derartigen Fähigkeiten integral auszustatten, wobei derartige Spezialanfertigungen jedoch nur für diese besondere Anwendung geeignet sind.
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Verschiedene diagnostische und/oder therapeutische Verfahren erfordern beispielsweise eine Bildgebung und/oder bei Bedarf therapeutische Techniken am Gallen- und/oder Bauchspeicheldrüsengang sowie den Lebergängen des Patienten. Da die Vatersche Papille, welche den gemeinsamen Austritt von Gallen- und Bauchspeicheldrüsengang in das Duodenum bildet, seitlich in das Duodenum hineinragt, sind herkömmliche prograde (in Endoskoplängsrichtung blickende) Endoskope für derartige Eingriffe ungeeignet, da nicht genügend Schwenkraum im engen Duodenum (Durchmesser 3 bis 4 cm) vorhanden ist, um deren prograde Optik sowie den Arbeitskanal in eine seitwärts blickende Position auszurichten, da ein typischer Biegedurchmesser solcher Geräte bei etwa 12 cm liegt.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik (bspw. der
US 2010/228086 A ) sind zu diesem Zweck speziell angefertigte Duodenoskope bekannt, welche eine laterale (seitwärts blickende) oder retrograde (rückblickende) Optik (auch „Seitoptik“ genannt) sowie einen seitwärts gerichteten Arbeitskanal aufweisen. Am Ausgang des Arbeitskanals solcher Duodenoskope ist zudem in der Regel ein sogenannter Albarranhebel vorgesehen, der durch Verschwenken ein gezieltes Führen/Umlenken eines im Arbeitskanal geführten Werkzeugs ermöglicht. Durch die seitwärts gerichtete Anordnung der Funktionseinheiten am Endoskopkopf wird eine Bildgebung und Behandlung im Bereich des Duodenums unter optimaler Nutzung des zur Verfügung stehenden Raums ermöglicht.
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Derartige Endoskope mit Seitoptik sind jedoch sehr aufwendig und teuer in ihrer Fertigung und werden deshalb bislang als wiederverwendbare Geräte entwickelt und hergestellt. Der gekrümmte Arbeitskanal solcher Endoskope sowie die komplexe und hinterschnittreiche Konstruktion des Albarranhebels haben sich in der Praxis zudem als schwer sterilisierbar erwiesen bzw. der Sterilisationsprozess hat sich als zu materialermüdend für die empfindlichen Geräte herausgestellt, sodass nach einem Eingriff mit einem solchen Duodenoskop nur eine Desinfektion möglich ist. Dies hat zur Folge, dass nach einem Eingriff ein Bakterienrasen (Biofilm) im Arbeitskanal und/oder dem Hilfskanal des Endoskops bestehen bleiben kann. Löst sich dieser Biofilm dann bei einem darauf folgenden Eingriff, etwa weil ein Instrument durch den Arbeitskanal geschoben wird, so kann er bspw. in den Gallengang und/oder Pankreasgang gelangen und dort schwerwiegende Entzündungen bis hin zu einer Sepsis beim Patienten verursachen.
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Weiter haben solche Geräte den Nachteil, dass sie nur für wenige, sehr spezifische Eingriffe im Bereich des Duodenums eingesetzt werden können, da weder die Optik noch der Arbeitskanal in prograde Richtung gerichtet werden können. Zudem ist die Navigation im Körper mit seitwärts blickenden Endoskopen im Allgemeinen eher schwierig, da ein Vorausblicken immer ein Abkrümmen des dem Endoskopkopf unmittelbar vorgeordneten „Deflectings“ (aktiv abkrümmbarer EndoskopschaftAbschnitt) um ca. 90° erfordert, wodurch wiederum mehr Platz in Endoskopquerrichtung benötigt wird, der nur im Magen vorhanden ist.
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Das distale Deflecting des Schafts eines prograden (geradeausblickenden) flexiblen Endoskops mit abwinkelbarer Spitze besteht zumeist aus gelenkig verbundenen Ringelementen, welche die Stützstruktur des Schafts bilden und über Bowdenzüge, häufig Biegesteuerzüge genannt, bedient und gegeneinander gekippt werden. Um das Einführen in den Hohlraum zu erleichtern und das Eindringen von Substanzen zu verhindern, sind die Ringelemente von einer flexiblen Hülle aus einem Kunststoffmaterial umgeben. Im Inneren der Ringelemente verlaufen insbesondere Licht- und Bildleitkabel, Kanäle für Fluide oder endoskopische Arbeitsinstrumente. Die Biegesteuerzüge sind entlang der Außen- oder Innenseite der Ringelemente geführt. Derartige flexible Endoskope sind beispielsweise in
US 6,270,453 B1 ,
US 6,482,149 B1 oder
DE 101 43 966 B4 offenbart.
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Dabei ist der kleinste Radius, den der biegsame bzw. gelenkige Abschnitt des Schafts einnehmen kann, durch das jeweilige Konstruktionsprinzip vorgegeben. Beispielsweise erlaubt ein mit aufeinander folgenden, jeweils gelenkig miteinander verbundenen Ringelementen ausgebildeter Gelenkabschnitt nur einen relativ großen Biegeradius, da die einzelnen Ringelemente jeweils nur einen geringen Kippwinkel zum nächsten Ringelement aufweisen. Wenn die gelenkige Verbindung zweier Elemente nur eine Kippung um eine Achse ermöglicht, ist es für eine räumliche Biegemöglichkeit erforderlich, Elemente mit abwechselnd gegeneinander verdrehten Kippachsen anzuordnen, so dass nur jedes zweite Element in eine jeweils gewünschte Richtung auslenkbar ist; hierdurch wird der mögliche minimale Biegeradius nochmals vergrößert. Der Nahbereich neben dem Schaftende ist daher mit einer in der Endoskopspitze angeordneten Optik nicht einzusehen.
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Aus dem Stand der Technik sind, wie bspw. in der
DE 10 2013 222 279 A1 oder der
DE 10 2012 220 578 A1 beschrieben, sind weiter Endoskope mit einer separat zum restlichen Endoskopkopf schwenkbaren Optik bekannt, welche sowohl in prograde als auch in seitliche Richtung blicken können. Solche Endoskope weisen aber keinen Arbeitskanal auf (werden also rein diagnostisch verwendet) oder weisen einen festen Arbeitskanal in prograder Richtung auf und sind somit nicht für die typischen Einsatzzwecke von Duodenoskopen geeignet, die einen seitwärts ausgerichteten Arbeitskanal voraussetzen.
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Zusammengefasst kann man sagen, dass der Anwender mit den dem Stand der Technik bislang bekannten Endoskope nicht in der Lage, sowohl in prograde Richtung als auch im seitlichen / rückblickenden Nahbereich des Endoskops minimalinvasive Eingriffe vorzunehmen.
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Angesichts der vorstehend beschriebenen Nachteile des Stands der Technik, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Abklappmechanismus für einen Endoskopschaft bereitzustellen, der die Beobachtung und die integrierte minimalinvasive chirurgische Behandlung des die Endoskopspitze umgebenden Nahbereiches ermöglicht.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch einen Abklappmechanismus eines Endoskopschafts gemäß Anspruch 1, einen aktiv abkrümmbaren Abschnitt eines Endoskopschafts gemäß Anspruch 9 und einen Endoskopkopf der Endoskop-adaptiven Bauart gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßer Abklappmechanismus zur abklapp- oder abwinkelbaren Halterung eines Endoskopkopfes am distalen Ende eines Endoskops mit einer Anzahl axial aufeinanderfolgender und mittels zumindest eines Betätigungselements aktiv gegeneinander winkelverstellbarer Segmente, die in Axialrichtung zumindest einen Kanal zur Durchführung von minimalinvasiven chirurgischen Instrumenten, Spülmedien, Versorgungsleitungen und dergleichen definieren. Die Segmente sind erfindungsgemäß als keilförmige Zylinderausschnitte mit keilförmig zueinander ausgerichteten Stirnseiten ausgebildet, wodurch jeder Zylinderausschnitt einen Zylindermantelabschnitt mit minimaler Axiallänge und einen gegenüberliegenden Zylindermantelabschnitt mit maximaler Axiallänge erhält, wobei jeweils zwei unmittelbar benachbarte Segmente derart zueinander ausgerichtet sind, dass sie sich an ihren jeweiligen Zylindermantelabschnitten maximaler Axiallänge axial abstützen oder aufeinander aufliegen, wodurch an der Abstütz- oder Auflagestelle ein Scharnier- oder Gelenkkontakt entsteht.
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In anderen Worten verbindet ein Abklappmechanismus eines Endoskopschafts eine distale Spitze des Endoskopschafts mit einem proximalen Endoskop(schaft)abschnitt und stellt dabei eine Abwinkelungsfunktion bereit. Der Abklappmechanismus weist eine Anzahl axial aufeinanderfolgender und mittels zumindest eines Betätigungselements gegeneinander winkelverstellbarer Segmente auf, die (m Innerenihres Querschnitts) zumindest einen in Axialrichtung des Endoskopschafts verlaufenden Kanal zur Durchführung von minimalinvasiven chirurgischen Instrumenten, Spülmedien, Versorgungsleitungen und dergleichen definieren. die einzelnen Segmente des Abklappmechanismus sind erfindungsgemäß in ihrer Grundform als keilförmige (Kreis-)Zylinderausschnitte ausgebildet, die jeweils mit ihren von der Keilspitze abgewandten, in Axialrichtung breiteren Enden an Auflage- oder Gelenkabschnitten winkelverstellbar aneinander angrenzen. Durch die Keilform der Segmente und die in Axialrichtung fluchtende bzw. angrenzende Anordnung der jeweils benachbarten breitesten Abschnitte der Keilform kann der Relativdrehpunkt der jeweils benachbarten Segmente möglichst weit in den Randbereich verlegt werden, wodurch ein vergleichsweise großer lichter Raum zwischen den Spitzen der Keilformen erzeugt und ein relativ großer möglicher Kippwinkel zwischen den einzelnen Segmenten erreicht werden kann. Dies resultiert in einem vergleichsweise kleinen Biegeradius des Abklappmechanismus, sodass im Gegensatz zu prograden Endoskopen, die nur mit einem herkömmlichen Deflecting ausgestattet sind, auch der seitliche Nahbereich durch ein Endoskop mit einer solchen Abklappmechanik bearbeitet und betrachtet werden kann.
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Bevorzugt kann das Betätigungselement zur Winkeleinstellung zwischen den Segmenten als zumindest ein Zugelement ausgebildet sein, das mittels Zugkraftbeaufschlagung des am weitesten distal angeordneten keilförmigen Segments die Keilspitzen der Segmente zusammenzieht und so das Abklappen / Abkrümmen des Abklappmechanismus bewirkt. Bevorzugt kann axial durch die jeweiligen Segmente hindurch zumindest ein Kanal für das zumindest eine Zugelement ausgebildet sein, sodass dieses in einem Innenlumen der Segmente verläuft. Bevorzugte Ausgestaltungen für das Zugelement sind bspw. Seilzüge. Besonders bevorzugt kann das Zugelement als ein Bowdenzug ausgebildet sein, der an dem am weitesten distal und an dem am weitesten proximal angeordnete Segment zumindest mittelbar verankert oder abgestützt ist und diese zum Abklappen / Abkrümmen des Abklappmechanismus gegeneinander verspannt.
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Das Rückstellen in die gerade Position kann entweder über eine Schubsteifigkeit (wie bei einem schubsteifen Bowdenzug) oder über die Eigenelastizität der Verbindung der Keilsegmente oder auch mit eingearbeitete Federelemente erfolgen. Diese Rückstellung kann im Bedarfsfall auch über die Geradeausstellung etwas hinausgehen um den Sichtbereich zu erweitern und die Endoskopspitze bei Geradeausstellung vorzuspannen und somit zu versteifen
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das in Axialrichtung verlaufende Zugelement in den von den Keilspitzen abgewandten Endbereichen der Segmente verlaufend jedoch relativ zu den Abstütz- oder Auflagestellen der Segmente radial nach innen versetzt angeordnet sein, sodass es beim Aufbringen einer Zugkraft bezüglich der Abstütz- oder Auflagestellen der Segmente einen die Keilspitzen zusammenziehenden Hebel ausbildet. In anderen Worten kann das zumindest einen Zugelement in der Nähe der Abstütz- oder Auflagestelle, jedoch von diesen aus gesehen zur Innenseite des Endoskops hin angeordnet sein, sodass die keilförmigen Segmente beim Aufbringen einer Zugkraft auf zumindest das distale Segment aufeinander zu klappen und in ihrer Endposition jeweils flächig aneinander anliegen. Das Anordnen der Zugelemente auf die von den Keilspitzen (vom Biegeinnenradius) abgewandte Seite der keilförmigen Segmente hat zwar einen kürzeren Hebel zur Folge, wodurch die benötigten Kräfte steigen, bringt jedoch den Vorteil mit sich, dass der Bereich der Keilspitzen (des Biegeinnenradius) der Segmente dünner (niedriger) ausgeführt werden kann, wodurch konstruktiv ein geringerer Biegeradius in der maximal abgeklappten / abgekrümmten Stellung des Abklappmechanismus erreichbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Anzahl der keilförmigen Segmente sowie die Winkel der jeweiligen Keilformen der Segmente derart aneinander angepasst sein, dass sich in einer maximal abgeklappten Position des Abklappmechanismus, ein Abklappwinkel von zumindest 80°, bevorzugt zumindest 90°, besonders bevorzugt zumindest 110° ergibt. Anders ausgedrückt können die summierten Winkel der Keilspitzen mehr als 80° ergeben, sodass in einer maximal abgewinkelten Position des Abklappmechanismus, in der die jeweils benachbarten Segmente flächig aneinander anliegen, die distale Endfläche des distalen Endsegments um 80° oder mehr gegenüber der Endoskoplängsachse angestellte ist. Insbesondere für Behandlungen der Vaterschen Papille sind Abklappwinkel > 90° von Vorteil, da die Papille je nach den anatomischen Gegebenheiten nur rückblickend zu erreichen sein kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Abklappmechanismus zwischen 3 und 5, bevorzugt 4, keilförmige Segmente aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass sich mit einer Anzahl von Segmenten, die sich in diesem Bereich bewegt, besonders gut ein Abklappen in eine laterale Blickrichtung mit möglichst geringem Biegeradius erzielen lässt.
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Bevorzugt kann der Arbeitskanal im Bereich des Außenradius der Biegung des Abklappmechanismus angeordnet sein. Dies hat den Effekt, dass der Biegeradius des Arbeitskanals nicht zu klein / eng wird, sodass ein hindurchführen minimalinvasiver chirurgischer Instrumente noch möglich bleibt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können zwei Seilzüge in den von den Keilspitzen abgewandten Endbereichen der Segmente vorgesehen sein, zwischen denen ein Arbeitskanal zur Durchführung minimalinvasiver chirurgischer Instrumente (ebenfalls im von den Keilspitzen abgewandten Bereich) angeordnet ist. Eine solche Anordnung hat sich als besonders platzsparend erwiesen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Arbeitskanal einen ovalen Querschnitt haben, dessen längster Durchmesser in Abklapprichtung des Abklappmechanismus verläuft. Auf diese Weise kann einer Verengung des Arbeitskanals beim Abkrümmen entgegengewirkt werden und die Durchchiebbarkeit von minimalinvasiven chirurgischen Instrumenten bleibt auch im 90° oder weiter abgewinkelten Zustand erhalten. Der ovale Querschnitt des Arbeitskanals ermöglicht auch ein feinfühliges Ausrichten des Werkzeuges, da man den sich proximal an die steife Werkzeugspitze anschließenden biegsamen Schaft im ovalen Arbeitskanal seitlich verschieben kann und damit das Werkzeug feinjustieren kann (analog zur Feinjustierung, die in herkömmlichen Duodenoskopen mit dem Albarranhebel möglich ist).
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die Abstütz- oder Auflagestellen zwischen den Segmenten als Filmscharniere ausgebildet sein. Auf diese Weise lässt sich das Grundgerüst des Abklappmechanismus einstückig herstellen, bspw. als Spritzgussteil oder durch additive Fertigungsverfahren. Es ist jedoch genauso gut möglich, andere gängige Scharnieranordnungen oder lediglich definierte Auflagerflächen vorzusehen an denen die separat ausgebildeten Segmente gegeneinander Verkippen. Bei einer Ausführungsform mit separaten Segmenten können diese bspw. durch eine geeignete Ummantelung gegeneinander gehalten werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die keilförmigen Segmente im Bereich ihrer Keilspitze fluchtend ausgespart sein, sodass sich zum Krümmungsinnenradius des Abklappmechanismus hin eine rippenartige Struktur ergibt. Auf diese Weise wird ein Innenlumen des Endoskops definiert, in welchem Sprüh- oder Absaugkanäle, Kühlkanäle, elektrische Leitungen zur Versorgung der Leuchtmittel und der Bildgebung und dergleichen geführt werden können.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen aktiv abkrümmbaren Abschnitt eines Endoskopschafts - auch Deflecting genannt - zur abwinkelbaren Verbindung einer distalen Spitze des Endoskopschafts mit einem proximalen Endoskopschaftabschnitt. Besagtes Deflecting weist eine Vielzahl axial aufeinanderfolgender und mittels zumindest eines Betätigungselements gegeneinander winkelverstellbarer Segmente auf, die in Axialrichtung zumindest einen Kanal zur Durchführung von minimalinvasiven chirurgischen Instrumenten, Spülmedien, Versorgungsleitungen und dergleichen definieren. Der aktiv abkrümmbare Abschnitt hat erfindungsgemäß einen in zumindest zwei verschiedene Richtungen abkrümmbaren, proximalen Abschnitt und weist an seinem distalen Endbereich einen, insbesondere integral mit dem proximalen Abschnitt gefertigten, Abklappmechanismus gemäß einem der vorgenannten Aspekte auf. In anderen Worten kann ein aus dem Stand der Technik bekanntes Endoskopdeflecting derart angepasst werden, dass dessen distale Glieder einen vorstehend beschriebenen Abklappmechanismus ausbilden. Ein Endoskop mit einem so ausgebildeten Deflecting hat also die gängigen Abkrümmfunktionen herkömmlicher Endoskope und zudem eine davon unabhängige Abklappfunktion der Endoskopspitze. Hierzu ist es von Vorteil, wenn der proximale Abkrümmabschnitt und der Abklappmechanismus jeweils separate Betätigungselemente/Steuermechanismen (z.B. Bowdenzüge) aufweisen. Der Steuermechanismus des Abklappmechanismus kann vorteilhafter Weise durch geeignete Kanäle im proximalen aktiv abkrümmbaren Schaftabschnitt geführt sein.
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Ein weiterer und ggf. unabhängig zu beanspruchender Aspekt der Erfindung betrifft einen Endoskopkopf der Endoskop-adaptiven Bauart nach Art eines separaten, zusätzlichen Endoskopkopf-Aufsatzes. Dieser hat einen proximalen Abklappmechanismus gemäß einem der vorstehend beschriebenen Aspekte, welcher an seinem proximalen Ende wiederum ein Befestigungsmittel zur lösbaren Befestigung an dem Endoskopkopf eines (separaten) Endoskops hat. Zur Betätigung des Abklappmechanismus ist dessen Betätigungseinrichtung (bspw. ein Bowdenzug) am adaptierten Endoskop entlang oder innerhalb dessen Arbeitskanal in Richtung proximal zum Anwender hin geführt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Anwendungsgebietes eines Endoskops mit einem erfindungsgemäßen Abklappmechanismus;
- 2 ist eine Darstellung eines Grundgerüsts eines erfindungsgemäßen Abklappmechanismus in einer komplett aufgerichteten Stellung;
- 3 ist eine Darstellung des Grundgerüsts des erfindungsgemäßen Abklappmechanismus in einer ersten gekrümmten Stellung;
- 4 ist eine Darstellung des Grundgerüsts des erfindungsgemäßen Abklappmechanismus in einer zweiten gekrümmten Stellung;
- 5 ist eine Darstellung des Grundgerüsts des erfindungsgemäßen Abklappmechanismus in einer maximal gekrümmten Stellung; und
- 6 ist eine Seitansicht des erfindungsgemäßen Abklappmechanismus.
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Die 1 dient der Erläuterung eines bevorzugten Einsatzgebietes eines erfindungsgemäßen Endoskops bzw. eines erfindungsgemäßen Abklappmechanismus.
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1 Zeigt die Papilla vateri (P), die im rückwärtigen (dorsalen) absteigenden Teil (Pars descendens) des Zwölffingerdarms (Duodenum) (D) lokalisiert und durch die gewundene Geometrie dieses Systems relativ schwer zugänglich ist. Der zur Verfügung stehende Raum im Bereich des Duodenums (D) ist sehr begrenzt, wodurch Eingriffe an der Papilla vateri (P) mit herkömmlichen, prograden Endoskopen nicht möglich sind, da bei einem entsprechenden Abwinkeln der Endoskopspitze in Richtung Eingriffsabschnitt nicht mehr genügend Distanz zum Lumen des Duodenums (D) für eine ordentliche Bildgebung bliebe.
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Aus diesem Grund sind dem Stand der Technik die eingangs genannten Duodenoskope bekannt, die eine fest seitwärts bzw. rückblickende Optik sowie einen entsprechend ausgerichteten Arbeitskanal aufweisen, um den zur Verfügung stehenden Raum optimal zu nutzen. Solche Duodenoskope haben jedoch den Nachteil, dass sie in ihrer lateralen/retrograden Ausrichtung der Optik und des Arbeitskanals festgelegt sind. Dies erschwert zum einen die allgemeine Navigation innerhalb des Patienten und macht solche Endoskope zum anderen unflexibel in ihren Einsatzmöglichkeiten. Es handelt sich in anderen Worten um teure Spezialgeräte für ein eng eingeschränktes Anwendungsgebiet.
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Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Abklappmechanismus für ein Endoskop bereitzustellen, mittels dessen der Endoskopkopf, der die Optik und den Arbeitskanalausgang des Endoskops trägt, dazu gemeinsam um mindestens 90° verschwenkbar sind, ohne dass hierzu ein großer Biegeradius benötigt wird.
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In 2 ist eine erste beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abklappmechanismus 10 in einer ersten prograden Ausrichtung dargestellt. Am distalen Ende des Abklappmechanismus ist im fertig montierten Endoskop 2 ein (in 1 dargestellter) Endoskopkopf 4 angeordnet, der verschiedene Funktionseinheiten wie eine Optik 6; Leuchtmittel 8 und einen Arbeitskanal 14 aufweist. Der Übersichtlichkeit halber sind in der 1 und im Folgenden nur die oben genannten nötigsten Funktionseinheiten dargestellt, selbstverständlich kann ein erfindungsgemäßer Endoskopkopf zusätzlich diverse andere dem Stand der Technik bekannte Funktionseinheiten, etwa Reinigungsdüsen für ein Objektiv der Optik 6, Absuagkanäle etc. aufweisen.
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Der dargestellte Abklappmechanismus weist einen Grundkorpus 12 mit einer Anzahl in Axialrichtung des Endoskops 2 aufeinanderfolgend angeordneter Segmente 16 (16', 16", 16"' und 16"") auf. Die einzelnen Segmente 16 haben grundsätzlich eine keilartige Form, d.h. ihre distalen und proximalen Stirnflächen laufen in einem spitzen Winkel aufeinander zu und treffen sich in einer Keilspitze 18. Entsprechend ist die axiale Erstreckung der einzelnen Segmente 16 im von der Keilspitze 18 abgewandten (diametral gegenüberliegenden) Abschnitt 20 am größten. Die einzelnen Segmente 16 sind in der dargestellten Ausführungsform zudem kreiszylinderauschschnittförmig, um einen kreisrungen Querschnitt des gesamten Endoskops 2 zu erzielen. Wie in 2 gut zu sehen ist, fluchten die Keilspitzen 18 und die von diesen abgewandten Abschnitte 20 in der aufgerichteten / gestreckten Stellung des Abklappmechanismus 10. Dies hat zur Folge, dass der Abklappmechanismus 10 unidirektional abwinkelbar ist.
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In der in 2 dargestellten, aufgerichteten Konfiguration des Abklappmechanismus 10 grenzen die von den Keilspitzen 18 und abgewandten Abschnitte 20 jeweils aneinander an und bilden Abstütz- oder Auflagestellen 22, um welche die einzelnen Segmente 16 relativ zueinander verkippbar sind. Durch die Keilform der Segmente 16 sind in der in der 2 dargestellten, aufgerichteten Stellung zu den Keilspitzen 18 hin sägezahnartige Freiräume im Grundkorpus 12 des Abklappmechanismus 10 ausgebildet. Die um die Abstütz- oder Auflagestellen 22 kippbaren Segmente 16 können also wie in den 3 und 4 dargestellt ist, unter Verringerung dieser Freiräume aufeinander zu geklappt werden, bis die jeweils proximalen und distalen Stirnflächen benachbarter Segmente 16 in der in 5 dargestellten, maximal abgekrümmten Stellung aneinander anliegen. Dadurch, dass die Keilspitzen eine relativ geringe Axialerstreckung von hier weniger als 1mm aufweisen, lässt sich die in 5 dargestellte, um 90° abgeklappte Stellung mit einem vergleichsweise geringen Biegeinnenradius erzielen. Der geringe Biegeinnenradius hat den Vorteil, dass Optik 6 und Leuchtmittel 8 in besagter abgeklappter Stellung nicht weit über den Außenumfang des Endoskops hinausragen.
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Im Ausführungsbeispiel der 2 bis 5 sind die distalen und proximalen Stirnflächen der einzelnen Segmente 16 um jeweils 23° gegeneinander angestellt, sodass sich bei vier Segmenten ein maximaler Abklappwinkel von etwas mehr als 90° ergibt.
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Um das vorstehend beschriebene Abkrümmen bzw. Abklappen zu bewirken, sind in den Segmenten 16 im von den Keilspitzen 18 abgewandten Bereich Bowdenzug-Kanäle 24 vorgesehen, in welchen in den 2 bis 5 nicht weiter dargestellte jedoch in 6 angedeutete Bowdenzüge geführt sind. Diese sind um eine geringe Distanz (hier: 1 bis 3 mm) bezüglich der Abstütz- oder Auflagestellen 22 in Richtung hin zu den Keilspitzen 18 versetzt angeordnet, sodass bei einer Zugkraftbeaufschlagung des am weitesten distal angeordneten Segments 16', über den so definierten Hebelarm h (vgl. 6) ein Drehmoment in den Abstütz- oder Auflagestellen 22 erzeugt wird, welches ein Abklappen / Abkrümmen des Abklappmechanismus 10 bewirkt. Das Verlagern der Bowdenzug-Kanäle 24 auf die von den Keilspitzen 18 abgewandte Seite 10 der Segmente hat den Vorteil, dass der Bereich der Keilspitzen 18 dünner ausgeführt werden kann, wodurch konstruktiv ein geringerer Biegeinnenradius erreichbar ist.
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In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Abstütz- oder Auflagestellen 22 zwischen den Segmenten als Filmscharniere ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass der Grundkorpus 12 einstückig aus Kunststoff gefertigt werden kann, bspw. im Spritzgussverfahren. Die als Gelenkabschnitte / Filmscharniere ausgebildeten Abstütz- oder Auflagestellen 22 stellen eine Verbindung zwischen den einzelnen Segmenten 16 her, sodass es nicht zu einer Dislokation und somit zu einer Funktionsuntüchtigkeit des Abklappmechanismus 10 kommen kann. Gleichzeitig stellen die als Filmscharniere ausgebildete Gelenkabschnitte 22 ein relatives Verschwenken der Segmente 16 um eine definierte Schwenkachse bereit.
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Da der in 6 dargestellte Hebelarm h aufgrund der vorstehend beschriebenen konstruktiven Auslegung vergleichsweise Kurz ist, werden unter Umständen relativ hohe Zugkräfte für ein Abklappen des Abklappmechanismus 10 nötig. Dies kann kompensiert werden, indem an der Handhabe der Bowdenzüge eine entsprechende Kraftverstärkung vorgesehen ist, bspw. über einen Kniehebel oder dergleichen. Wie in 6 angedeutet, kann der Bowdenzug an der distalen Stirnfäche des am weitesten distal angeordneten Segments 16' verankert sein und sich mit seiner Hülse am proximalen Segment 16'''' abstützen, um die Zugkraft F wirksam auf den Abklappmechanismus 10 zu übertragen.
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Wie in den 2 bis 5 zu sehen ist, ist der Innenbereich der einzelnen Segmente 16 mit mehreren Hohlräumen versehen. Die aufeinanderfolgenden Segmente weisen dabei jeweils fluchtende Hohlräume auf, sodass sich in Axialrichtung des Abklappmechanismus 10 verschiedene Kanäle ergeben.
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So verläuft der Arbeitskanal 14 zwischen den beiden Bowdenzug-Kanälen 24 in den von der Keilspitze 18 abgewandten Bereichen 20 der Segmente 16. Dies hat den Hintergrund, dass beim Abklappen des Abklappmechanismus 10 der Biegeradius des Arbeitskanals 14 möglichst groß gehalten wird. Während ein möglichst geringer Biegeradius des gesamten Abklappmechanismus erwünscht ist, um den radialen Vorstand der Endoskopspitze im abgeklappten Zustand zu reduzieren, ist für den Arbeitskanal 14 per se ein möglichst großer Biegeradius erwünscht, damit minimalinvasive chirurgische Werkzeuge W auch im abgeklappten Zustand des Arbeitskanals 14 noch „um die Kurve geschoben“ werden können.
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Die einzelnen Segmente 16 bilden weiter ein Innenlumen 26 aus, durch das diverse weitere Funktions- und Versorgungskanäle des Endoskops 2 geführt werden können. Beispiele hierfür sind Spül- Absaug- und Insufflationskanäle oder elektrische / elektronische Leitungen zur Versorgung der Bildgebung (eines nicht dargestellten Bildsensors) oder der Leuchmittel 8, die von der distalen Endoskopspitze zu einer proximalen Basisstation geführt werden müssen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Endoskop;
- 4
- Endoskopkopf;
- 6
- Optik;
- 8
- Leuchmittel;
- 10
- Abklappmechanismus;
- 12
- Grundkorpus;
- 14
- Arbeitskanal;
- 16
- Segment;
- 18
- Zylindermantelabschnitt mit minimaler Axiallänge / Keilspitze;
- 20
- Zylindermantelabschnitt mit maximaler Axiallänge / von der Keilspitze abgewandter Abschnitt;
- 22
- Abstütz- oder Auflagestelle bzw. Gelenkabschnitte;
- 24
- Bowdenzug-Kanal;
- 26
- Innenlumen;
- D
- Duodenum;
- P
- Papilla vateri; und
- W
- Werkzeug.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2010228086 A [0005]
- US 6270453 B1 [0008]
- US 6482149 B1 [0008]
- DE 10143966 B4 [0008]
- DE 102013222279 A1 [0010]
- DE 102012220578 A1 [0010]
