DE102020126239A1

DE102020126239A1 - Endoskop mit flexiblem Einführschlauch und Biegeabschnitt

Info

Publication number: DE102020126239A1
Application number: DE102020126239.6A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Mayer
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2020-10-07
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2022-04-07
Also published as: EP4161345A1; JP2023536350A; JP7489540B2; WO2022074477A1; CN116096285A; US20230363627A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Endoskop (1) mit einem flexiblen Einführschlauch (2), und einem von einer proximalen Seite aus steuerbaren Biegeabschnitt (3), der sich distal an den Einführschlauch (2) anschließt, wobei im Biegeabschnitt (3) ein Zugseil (11) für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes (3) läuft, wobei das Zugseil (11) am distalen Ende des Biegeabschnittes (3) verankert ist, und wobei in Längsrichtung des Biegeabschnittes (3) parallel zum Zugseil (11) ein vorgespanntes elastisches Element (30) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop mit einem flexiblen Einführschlauch, und einem von einer proximalen Seite aus steuerbaren Biegeabschnitt, der sich distal an den Einführschlauch anschließt.
Ein solches Endoskop kann mit einem sehr kleinen Durchmesser gebaut werden, um z.B. auch kleine Öffnungen oder kleine Räume zu untersuchen.
Der Durchmesser des Biegeabschnitts ist dabei in der Regel gleich bzw. geringfügig unterschiedlich zum Durchmesser des Einführschlauchs des Endoskops. Bei Endoskopen mit dünnem Einführschlauch ist der Biegeabschnitt entsprechend dünn.
Ein dünner Biegeabschnitt hat aber oft keinen ausreichenden Innenraum für die komplexen Konstruktionen, die für einen herkömmlichen Biegeabschnitt notwendig sind. Der Biegeabschnitt des Endoskops kann vom Anwender gesteuert werden. Zu diesem Zweck wird der Biegeabschnitt von der proximalen Seite des Endoskops durch den Anwender gesteuert, d.h. ausgelenkt.
Hierbei sind im Stand der Technik verschiedene Grundbauarten des Biegeabschnittes bekannt, z.B. ein Biegeabschnitt aus Gelenkgliedern aus Metall oder ein Biegeabschnitt aus angelenkten Kunststoffelementen.
Beim Biegeabschnitt aus Gelenkgliedern aus Metall besteht der Biegeabschnitt aus einer Reihe von komplex geformten Metallringen, die jeweils durch eine frei bewegliche Verbindung aus Ringgelenken verbunden sind. Diese Ringgelenke weisen Scharnierstifte auf, die gegenüber ihrem jeweils benachbarten Ringgelenk um 90 bzw. 180 Grad versetzt sind. Über eine Reihe von Drehpunkten kann sich der Biegeabschnitt nach oben und unten drehen. An der Innenseite des auslenkbaren Abschnittes sind in mehreren Reihen Ösen an den Ringgelenken angeordnet. Diese Ösen dienen als Führung für Zugseile, die am distalen Ende des auslenkbaren Abschnittes verankert sind. Indem die Zugseile von der proximalen Seite gezogen werden, erfolgt die Biege- oder Auslenkbewegung des auslenkbaren Abschnittes.
Grundsätzlich werden für die Bewegung in einer Richtung (z.b. oben/unten) immer zwei Zugseile benötigt, da ein Zugseil nur eine Zugbewegung und keine Schiebebewegung leisten kann. Deswegen benötigt man herkömmlicherweise zwei Zugseile für die Bewegung in eine Richtung. Entsprechend benötigt man vier Zugseile für die Bewegung in zwei Richtungen. Mit der Bewegung in zwei Richtungen können unterschiedlichste Richtungseinstellungen (Kombination aus horizontaler und vertikaler Abwinkelung) erzeugt werden.
Diese komplexe Konstruktion erfordert einen entsprechenden Innenraum innerhalb des Biegeabschnitts. Wenn der Biegeabschnitt sehr dünn ist, steht in der Regel nicht ausreichend Innenraum zur Verfügung.
Beim Biegeabschnitt aus angelenkten d.h. zueinander gelenkig gelagerten Kunststoffelementen sind durch Spritzgießen erzeugte Kunststoffelementen über Scharniere miteinander verbunden und relativ zueinander schwenkbar. Ein Biegeabschnitt aus angelenkten Kunststoffelementen hat zwar eine sehr einfache Konstruktion, bietet aber noch weniger Innenraum als der Biegeabschnitt aus Gelenkgliedern aus Metall. Der Grund ist, dass die Trennwände eines Kunststoffteils eine gewisse Stärke benötigen, um ausreichend Stabilität bzw. Festigkeit zu gewährleisten. Zusätzlich nehmen auch hier Ösen viel Platz in Anspruch.
Somit ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Endoskop mit einem flexiblen Einführschlauch und einem Biegeabschnitt zu schaffen, bei dem der Biegeabschnitt und der Einführschlauch ausreichend Platz im Innenraum zu Verfügung stellen. Ferner soll der Biegeabschnitt des Endoskops eine zufriedenstellende Funktionalität bieten.
Diese Aufgabe ist durch ein Endoskop mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einem flexiblen Einführschlauch, und einem von einer proximalen Seite aus steuerbaren Biegeabschnitt, der sich distal an den Einführschlauch anschließt. Im Biegeabschnitt läuft ein Zugseil für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes, wobei das Zugseil am distalen Ende des Biegeabschnittes verankert ist. In Längsrichtung des Biegeabschnittes ist parallel zum Zugseil ein vorgespanntes elastisches Element angeordnet. Das vorgespannte elastische Element nimmt zwar auch Platz ein, aber weniger als der Raumbedarf einer herkömmlichen Gestaltung mit Zugseil und Ösen.
In diesem Endoskop kann zumindest ein Zugseil durch ein vorgespanntes elastisches Element ersetzt werden. Die gewünschte Auslenkung des Biegeabschnittes kann so gesteuert werden, dass nur das zumindest eine (verbleibende) Zugseil betätigt (gezogen) wird. Da zumindest ein Zugseil durch das vorgespannte elastische Element ersetzt worden ist, kann der Raum des ersetzten Zugseils anderweitig genutzt werden. Da der Raum für das ersetzte Zugseil wegfällt, kann das Endoskop dünner gestaltet werden.
Das vorgespannte elastische Element kann eine vordefinierte Biegung zu einer Seite des Biegeabschnittes aufweisen. Die vordefinierte Biegung des vorgespannten elastischen Elementes verleiht dem Biegeabschnitt eine vordefinierte Biegung im nicht betätigten Zustand. Wenn im nicht betätigten Zustand ein Zugseil gezogen wird, wird die Biegung des Biegeabschnittes geändert. Wenn im nicht betätigten Zustand das Zugseil gezogen wird, kann der Biegeabschnitt aus der vordefinierten Biegung herausgebracht werden.
Die vordefinierte Biegung des vorgespannten elastischen Elements kann die maximale Ausschwenkung des Biegeabschnittes zu einer Seite bereitstellen. Durch Ziehen des (zumindest einen) Zugseils kann der Biegeabschnitt aus der zu einer Seite erzwungenen maximalen Ausschwenkung zurück zu einer geringeren Ausschwenkung gebracht werden. Wenn das Zugseil weiter gezogen wird, kann der Biegeabschnitt zu einer geraden Ausschwenkung gebracht werden. Wenn das Zugseil noch weiter gezogen wird, kann der Biegeabschnitt zu einer Ausschwenkung in die Richtung gebracht werden, die zu der ursprünglichen im nicht betätigten Zustand vorliegenden Ausschwenkungsrichtung entgegengesetzt ist.
Das vorgespannte elastische Element kann parallel zum Zugseil als gebogenes Stangenelement angeordnet sein, das eine vordefinierte Biegung zu einer Seite des Biegeabschnittes aufweist, und das Zugseil kann durch Zugseilführungselemente geführt sein. In diesem Endoskop kann zumindest ein Zugseil durch das gebogene Stangenelement ersetzt werden. Das gebogene Stangenelement kann biegbar sein.
Das vorgespannte elastische Element kann parallel zum Zugseil als Spiralfederelement oder als eine Kombination aus einem distalen geführten Zugseil und einem proximalen Spiralfederelement angeordnet sein, wobei das Spiralfederelement eine vordefinierte Vorspannung aufweist, und das Zugseil kann durch Zugseilführungselemente geführt sein. In diesem Endoskop kann zumindest ein Zugseil durch das Spiralfederelement oder die Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement ersetzt werden.
Der Biegeabschnitt kann eine Hülle aufweisen. Das vorgespannte elastische Element kann ein biegbares Trennelement sein, das den Querschnitt der Hülle in zwei getrennte Kammern teilt, und in einer Kammer der beiden durch das Trennelement getrennten Kammern kann in Längsrichtung der Hülle das Zugseil für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes angeordnet sein.
In diesem Endoskop kann zumindest ein Zugseil durch das biegbare Trennelement ersetzt werden. Ferner wird durch das Vorsehen des Trennelementes eine Trennung der Hülle in zwei Kammern verwirklicht, die der Führung des Zugseils dienen. Das Trennelement ersetzt die herkömmliche Ösenführung.
Durch das Trennelement kann auf einfache Weise der Biegeabschnitt in sich in Längsrichtung erstreckende und zur radialen Seite abgegrenzte Zugseilkanäle geteilt werden. Dadurch kann ein Endoskop mit einem Biegeabschnitt auf einfache und kostengünstige Weise bereitgestellt werden. Die einfache Bauweise ermöglicht eine besonders kleine Baugröße, da das Prinzip des Teilens des Biegeabschnittes durch das Trennelement in getrennte Kammern bei jeder Baugröße und insbesondere bei sehr geringen Endoskopdurchmessern anwendbar ist.
In einer Kammer ist zumindest ein Zugseil angeordnet. Bereits bei diesem minimalistischen Aufbau kann durch Ziehen des einen Zugseils der Biegeabschnitt gezielt geschwenkt werden.
Das Trennelement kann eine vordefinierte Biegung zu einer Seite des Biegeabschnittes aufweisen. Die vordefinierte Biegung des vordefiniert gebogenen Trennelements kann die maximale Ausschwenkung des Biegeabschnittes zu einer Seite bereitstellen.
In derjenigen Kammer der beiden durch das Trennelement getrennten Kammern, die an der Außenseite des Radius des vordefiniert gebogenen Trennelements angeordnet ist, kann in Längsrichtung der Hülle das Zugseil für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes angeordnet sein.
Somit kann durch Ziehen des Zugseils der vordefiniert gebogene Biegeabschnitt zu der Seite gebogen werden, bei der der gebogene Biegeabschnitt gerade wird. Das Zugseil kann so weit gezogen werden, dass der gebogene Biegeabschnitt sich gerade ausrichtet. Das Zugseil kann sogar noch weiter gezogen werden, so dass der gebogene Biegeabschnitt eine Biegung in der Richtung einnimmt, die der Richtung seiner Ausgangsbiegung entgegengesetzt ist.
Das Trennelement kann an ihrer proximalen Seite am distalen Endbereich des Einführschlauches verankert sein. Das Trennelement kann an ihrer proximalen Seite am distalen Endbereich des Einführschlauches so verankert sein, dass ihre zur distalen Seite vorragende Länge vordefiniert ist. Das Verankern kann somit sicher und zuverlässig, aber auch einfach und aufwandarm verwirklicht werden.
Der Einführschlauch kann einen Außenmantel und unter dem Außenmantel ein elastisches Drahtgeflecht aufweisen, wobei die proximale Seite des Trennelements am distalen Endbereich des Drahtgeflechtes verankert ist. Das im Einführschlauch eingebaute Drahtgeflecht bietet der proximalen Seite des Trennelements Halt.
Die proximale Seite des Trennelements kann am distalen Endbereich des Drahtgeflechtes eingesteckt sein oder auch angeschweißt oder eingeklebt sein.
Die Hülle des Biegeabschnittes kann einen Außendurchmesser von 3 mm oder weniger aufweisen. Bei einer noch kleineren Bauart kann die Hülle des Biegeabschnittes sogar einen Außendurchmesser von 1 mm oder weniger aufweisen. Somit ist das Endoskop für besonders kleine Hohlräume geeignet, die bislang kaum mit einem flexiblen Endoskop mit Biegeabschnitt untersucht werden konnten.
Das Trennelement kann aus Federstahl, Edelstahl oder einem flexiblen Kunststoff hergestellt sein. Das Material des Trennelements verleiht dem Biegeabschnitt Biegbarkeit. Das Trennelement ist aber weder stauchbar noch dehnbar. Dadurch bleibt die der Länge des Trennelementes entsprechende Länge des Biegeabschnittes auch dann gleich, wenn der Biegeabschnitt gebogen wird.
Die Hülle des Biegeabschnittes kann ein Federelement aufweisen. Dadurch kann der Hülle und somit dem Biegeabschnitt sowohl Flexibilität als auch die notwendige Steifigkeit verliehen werden. Zudem kann der Biegeabschnitt verdrehsicher (torsionsfest) gestaltet werden.
Das Federelement kann in der Hülle des Biegeabschnittes eingebettet sein. Das Material der Hülle kann Kunststoff oder Gummi sein. Somit ist die mit dem Federelement ausgestattete Hülle leicht herstellbar. Beispielsweise kann das Material der Hülle um das Federelement gegossen oder extrudiert werden.
Der Querschnitt des Trennelements kann so gestaltet sein, dass der Querschnitt des Trennelements in einer ersten Richtung breiter ist und in einer zweiten Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung ist, schmaler ist. Der Querschnitt des Trennelement kann ein Rechteck, ein Oval, eine Ellipse oder eine Rennbahnform (sogenannte Stadionform) sein. Das Trennelement kann in Richtung der schmalen Seite des Querschnittes gebogen werden. In Richtung der breiteren Seite des Querschnittes kann das Trennelement nicht gebogen werden.
In der Kammer, die an der Außenseite des gebogenen Trennelements angeordnet ist, kann ein einziges Zugseil für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes angeordnet sein, und in der anderen Kammer, die an der Innenseite des gebogenen Trennelements angeordnet ist, ist kein Zugseil angeordnet. Bei dieser Bauart kann der Durchmesser noch kleiner gestaltet werden, da Bauraum nur für ein einziges Zugseil benötigt wird.
In der Kammer, die an der Außenseite des gebogenen Trennelements angeordnet ist, können mehrere Zugseile für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes angeordnet sein. Ferner kann in der anderen Kammer, die an der Innenseite des gebogenen Trennelements angeordnet ist, kein Zugseil angeordnet sein. Bei dieser Bauart kann die Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes sicher ausgeführt werden.
Das Endoskop kann ein flexibles Endoskop sein.
Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Abwinkelung in einer Richtung (nach vorn und hinten oder nach rechts und links) mit nur einem Zugseil und einem Zusatzelement und der Abwinkelungseinheit gewährleistet. In einer Weiterbildung offeriert die vorliegende Erfindung eine Abwinkelung in alle Richtungen (nach vorn und hinten und nach rechts und links, und entsprechend alle Zwischenstufen aufgrund eines kombinierten Ziehens) mit zwei Zugseilen und zwei Zusatzelementen. Als Zusatzelement ist hierbei z.B. ein Federelement oder eine Federstange zu verstehen.
Die vorstehend erläuterten Aspekte der vorliegenden Erfindung können geeignet kombiniert werden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines distalen Bereiches eines erfindungsgemäßen Endoskops.
2 zeigt eine schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes in einem ersten Ausführungsbeispiel.
3(A) zeigt eine weitere schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes des ersten Ausführungsbeispiels.
3(B) zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch den Biegeabschnitt des ersten Ausführungsbeispiels an einem Schnitt III-III aus 3(A).
4(A) zeigt, wie die flexible Platte des ersten Ausführungsbeispiels in einem Einführschlauch eingesteckt ist.
4(B) zeigt eine schematische Draufsicht auf eine flexible Platte des ersten Ausführungsbeispiels.
4(C) zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der im Einführschlauch eingesteckten flexiblen Platte des ersten Ausführungsbeispiels.
4(D) zeigt eine schematische Seitenansicht der flexiblen Platte des ersten Ausführungsbeispiels.
5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Hülle des Biegeabschnittes in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Federelements des zweiten Ausführungsbeispiels.
7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch die Hülle des zweiten Ausführungsbeispiels.
8 zeigt eine schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes in einem dritten Ausführungsbeispiel.
9 zeigt eine schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes in einem vierten Ausführungsbeispiel.
10 zeigt eine schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes in einem fünften Ausführungsbeispiel.
11 zeigt eine schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes in einem sechsten Ausführungsbeispiel.

Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Darstellungen in den Zeichnungen sind dabei nicht unbedingt maßstabgerecht dargestellt, sondern der besseren Übersichtlichkeit mitunter verzerrt gezeigt.
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die 1 bis 4(D) ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein erfindungsgemäßes Endoskop 1 hat an der distalen Seite eines (nicht gezeigten) Steuerkörpers einen Einführschlauch 2, einen Biegeabschnitt 3 und ein distales Ende 4.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht des distalen Bereiches des erfindungsgemäßen Endoskops 1. An der distalen Seite des Einführschlauches 2 ist der Biegeabschnitt 3 angeordnet. An der distalen Seite des Biegeabschnittes 3 ist das distale Ende 4 angeordnet.
Einführschlauch 2
Der Einführschlauch 2 ist elastisch und dient dazu, mit dem distalen Ende 4 voran in einen Patenten zum Zwecke einer Untersuchung eingeführt zu werden. Der Einführschlauch 2 ist biegbar, um den gebogenen Körperöffnungen, in die er eingeführt wird, folgen zu können. Der Einführschlauch 2 ist auch ausreichend steif und torsionsfest, um an Biegungen der Körperöffnungen vorbei weiter geschoben werden zu können. Der Einführschlauch 2 hat einen Mantel 21 an der Außenseite und an vorzugsweise der Innenseite des Mantels 21 ein Drahtgeflecht 22. Der Mantel 21 schützt das Innere des Einführschlauchs 2. Das Drahtgeflecht 22 verleiht dem Einführschlauch 2 die benötigte Flexibilität, Steifigkeit und Torsionsfestigkeit.
Biegeabschnitt 3
Der Biegeabschnitt 3 sitzt am distalen Ende des Einführschlauches 2. Die Längsrichtung des Biegeabschnittes 3 entspricht der Erstreckungsrichtung des Endoskops 1. Der Biegeabschnitt 3 ist relativ zum Einführschlauch 2 schwenkbar. Zum Schwenken des Biegeabschnittes 3 wird ein Zugseil 11 verwendet. Das Zugseil 11 wird betätigt, indem es von der proximalen Seite gezogen wird. In der Ausgangsstellung, bei der das Zugseil 11 nicht gezogen ist, ist der Biegeabschnitt 3 gekrümmt, wie dies beispielartig in den 1 - 3 gezeigt ist.
Im Biegeabschnitt 3 erstreckt sich eine elastische Hülle 10 vom distalen Ende des Einführschlauches 2 zum distalen Ende 4. Die elastische Hülle 10 setzt quasi den Mantel 21 des Einführschlauches 2 in distaler Richtung fort.
Trennelement 30
Im Biegeabschnitt 3 ist eine flache flexible Platte als Trennelement 30 angeordnet, die als biegbare Platte dient. Ein Beispiel der flexiblen Platte 30 ist in 4(B) gezeigt. Die flexible Platte 30 ist in der Draufsicht als längliches Rechteck geformt. Außerdem ist der Querschnitt der flexiblen Platte 30 als Rechteck gebildet. Somit hat der Querschnitt der flexiblen Platte 30 eine kurze und eine lange Seite. Die flexible Platte 30 ist in der Draufsicht von 4(B) zum Betrachter hin und vom Betrachter weg biegbar. Im unbelasteten Ausgangsstadium ist die flexible Platte 30 gekrümmt, wie dies 4(C) entnehmbar ist. Dabei ist die flexible Platte 30 so gekrümmt, dass die kurze Seite des Querschnitts der flexiblen Platte 30 sich radial erstreckt, d.h. entlang der Erstreckung des Krümmungsradius verläuft. In einer unbelasteten Ausgangsposition ist somit die flexible Platte 30 zur Seite gebogen, siehe 4(D). Mit „unbelasteter Ausgangsposition“ ist hierbei der Zustand gemeint, bei dem auf die flexible Platte 30 keine Kraft aufgebracht wird und ein Zugseil nicht gezogen wird.
Die flexible Platte 30 hat in Längsrichtung gesehen einen schmaleren proximalen Abschnitt 36 und einen breiteren distalen Abschnitt 35. Der proximale Abschnitt 36 hat eine kürzere Breite als der distale Abschnitt 35.
Der proximale Abschnitt 36 ist von der distalen Seite in das Drahtgeflecht 22 des Einführschlauchs 2 eingesteckt. Beim Einstecken der flexiblen Platte 30 in das Drahtgeflecht 22 kann der breitere distale Abschnitt 35 als Anschlag genutzt werden, bis zu dem die flexible Platte 30 in das Drahtgeflecht 22 eingeschoben wird. Dadurch wird die aus dem Drahtgeflecht 22 herausragende Länge der flexiblen Platte 30 vordefiniert.
Der proximale Abschnitt 36 kann am Drahtgeflecht 22 auch angeschweißt oder eingeklebt oder anderweitig befestigt sein. Somit ragt aus dem Drahtgeflecht 22 des Einführschlauchs 2 in distaler Richtung der distale Abschnitt 35 der flexiblen Platte 30 vor.
Die Hülle 10 ist über die flexible Platte 30 gezogen. Dabei drücken die Außenkanten des distalen Abschnittes 35 in die elastische Innenumfangsfläche der Hülle 10 so, dass der Innenraum der Hülle 10 im Querschnitt in eine erste Kammer 31 und eine zweite Kammer 32 geteilt ist. Anders ausgedrückt teilt die flexible Platte 30 den Innenraum der Hülle 10. Die erste Kammer 31 und die zweite Kammer 32 sind am Umfang jeweils durch die Innenumfangsfläche der Hülle 10 und die flexible Platte 30 begrenzt.
Die erste Kammer 31 und die zweite Kammer 32 erstrecken sich in Längsrichtung der Hülle 10 vom distalen Ende des Einführschlauches 2 zum distalen Ende 4. Im Ausführungsbeispiel ist das distale Ende der flexiblen Platte 30 von der proximalen Fläche des distalen Endes 4 beabstandet, siehe 2. Alternativ kann das distale Ende der flexiblen Platte 30 an der proximalen Fläche des distalen Endes 4 anliegen oder am distalen Ende 4 verankert sein.
Die erste Kammer 31 und die zweite Kammer 32 sind somit voneinander durch die flexible Platte 30 getrennt. Vorzugsweise haben die erste Kammer 31 und die zweite Kammer 32 eine gleiche Querschnittsgröße. Somit teilt die flexible Platte 30 den Innenraum der Hülle 10 in zwei gleich große Hälften. Alternativ kann die flexible Platte 30 den Innenraum der Hülle 10 in zwei ungleich große Hälften teilen, dann haben die erste Kammer 31 und die zweite Kammer 32 eine ungleiche Querschnittsgröße.
Wie in 3(B) gezeigt, sind in der ersten Kammer 31 ein Zugseil 11, ein Kamerakabel 12 und ein Lichtleiter 13 so angeordnet, dass diese sich in Längsrichtung des Biegeabschnittes 3, parallel zur gebogenen Achse des Biegeabschnittes 3 erstrecken. In der zweiten Kammer 32 sind ein Kamerakabel 12 und ein Lichtleiter 13 so angeordnet, dass diese sich in Längsrichtung des Biegeabschnittes 3, parallel zur gebogenen Achse des Biegeabschnittes 3 erstrecken. In der zweiten Kammer 32 ist kein Zugseil angeordnet.
Die flexible Platte 30 ist biegbar und kann aus Federstahl, Edelstahl oder einem biegbaren Kunststoff hergestellt sein. Die flexible Platte 30 ist trotz der Biegbarkeit nicht stauchbar und nicht dehnbar. Die flexible Platte 30 hat somit eine ähnliche Funktion wie eine Wirbelsäule.
Ein Ziehen des Zugseiles 11 in die proximale Richtung bewirkt, dass der im unbelasteten Zustand gebogene Biegeabschnitt 3 in die Richtung gebogen wird, in der der Biegeabschnitt 3 gerade wird. Anders ausgedrückt wird durch Ziehen des Zugseiles 11 in die proximale Richtung bewirkt, dass der Biegeabschnitt 3 sich streckt.
Distales Ende 4
Das distale Ende 4 kann als Endoskopkopf fungieren. Im distalen Ende 4 ist das Zugseil 11 verankert. An der distalen Seite des distalen Endes 4 sind eine (nicht gezeigte) Optikeinrichtung und eine (nicht gezeigte) Kamera angeordnet. Die Optikeinrichtung ist mit dem Lichtleiter 13 verbunden und sorgt für eine Ausleuchtung einer zu betrachtenden Szenerie. Die Kamera ist mit dem Kamerakabel 12 verbunden und nimmt Bilder der beleuchteten Szenerie auf.
Die Hülle 10 kann am distalen Ende 4 anliegen oder alternativ die Außenumfangsseite des distale Endes 4 ummanteln.
Das erfindungsgemäße Endoskop 1 kann sehr klein gestaltet sein. Der Außendurchmesser des Einführschlauches 2, der Hülle 10 des Biegeabschnittes 3 und des distalen Endes 4 kann 3 mm oder weniger betragen. In einer noch kleineren Bauform kann der Außendurchmesser des Einführschlauches 2, der Hülle 10 des Biegeabschnittes 3 und des distalen Endes 4 sogar 2 oder 1 mm oder weniger betragen.
Funktion der Erfindung
Durch Ziehen des Zugseiles 11 in die proximale Richtung wird der Abstand zwischen dem distalen Ende des Einführschlauches 2 und dem distalen Ende 4 verkürzt. Wenn das in der ersten Kammer 31 angeordnete einzige Zugseil 11 gezogen wird, wird die flexible Platte 30 zur der Seite gebogen, an der sich die erste Kammer 31 befindet. Daher schwenkt der Biegeabschnitt 3 zu der Seite, in der der Biegeabschnitt 3 eine gerade d.h. gestreckte Form einnimmt (in 3(A) nach links). Durch Ziehen des Zugseiles 11 kann der Biegeabschnitt 3 schließlich eine gänzlich gerade Form einnehmen. Wenn der Biegeabschnitt 3 eine gänzlich gerade Form eingenommen hat und das Zugseil 11 weiter in die proximale Richtung gezogen wird, wird der Biegeabschnitt 3 in die Richtung gekrümmt (in 3(A) nach links), die zu der Richtung seiner Ausgangskrümmung entgegengesetzt ist.
Vorteile der Erfindung
Der Biegeabschnitt 3 hat eine sehr einfache Gestaltung, nutzt wenige Bauteile und ist daher sehr kostengünstig herstellbar.
Der Biegeabschnitt 3 benötigt keine Ösen oder andere Zugseilführungselemente als Seilführung. Dieses ist besonders vorteilhaft bei dünnen Einführschläuchen, da kein Hohlraum für die Ösen zu Verfügung gestellt werden muss. Die flexible Platte 30 teilt den Innenraum des Biegeabschnittes 3 in die beiden Kammern 31 und 32. Die Kammer 31 dient als Seilführung für das Zugseil 11. Das Zugseil 11 wird daher sicher geführt.
Der Biegeabschnitt 3 kann durch Ziehen des eines Zugseils 11 jede erwünschte gekrümmte Position erreichen. Dennoch wird zu diesem Zweck nur ein einziges Zugseil 11 benötigt. Daher wird der Raum eingespart, der für weitere Zugseile nötig wäre. Somit kann der Biegeabschnitt 3 und daher das gesamte Endoskop mit einem noch kleineren Durchmesser gebaut werden.
Der erfindungsgemäße Biegeabschnitt 3 kann somit für ein Endoskop mit sehr kleinem Einführschlauch eingesetzt werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist in der Hülle 10 des ersten Ausführungsbeispiels ein Federelement 18 zur Verdrehsicherung angeordnet.
Ansonsten ist der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels gleich wie im ersten Ausführungsbeispiel.
5 zeigt eine schematische Seitenansicht der Hülle 10 eines Biegeabschnittes 3 des zweiten Ausführungsbeispiels. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind das Zugseil 11 und die biegbare Platte 30 nicht gezeigt und auch das Kamerakabel 12 und der Lichtleiter 13 sind nicht dargestellt.
Um der Hülle 10 ein vorteilhaftes Biegevermögen zu verleihen, ist im Inneren der Hülle 10 ein in 6 gezeigtes Federelement 18 eingebettet. In 7 ist die Lage des Federelementes 18 im Querschnitt der Hülle 10 des zweiten Ausführungsbeispiels angedeutet.
Die Hülle 10 des zweiten Ausführungsbeispiels kann so hergestellt werden, dass Kunststoffmaterial auf das Federelement 18 so gegossen oder extrudiert wird, dass das Federelement 18 zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche der aus dem Kunststoffmaterial der Hülle 10 angeordnet ist.
Die Hülle 10 des zweiten Ausführungsbeispiels kann somit biegbar aber auch steif und verdrehsicher gestaltet werden.
Es ergeben sich außerdem die gleichen Vorteile wie im ersten Ausführungsbeispiel.
Drittes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 8 ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
8 zeigt eine schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes in einem dritten Ausführungsbeispiel.
Der Biegeabschnitt des dritten Ausführungsbeispiels kann den Mantel 21 des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels verwenden. Dies gilt auch für die folgenden Ausführungsbeispiele.
Der Biegeabschnitt des dritten Ausführungsbeispiels nutzt außerdem eine bekannte Gelenkkonstruktion und weist Gelenkringe 301 auf. Mehrere Gelenkringe 301 sind entlang der Längsrichtung des Biegeabschnittes angeordnet. Benachbarte Gelenkringe 301 sind miteinander durch eine Anlenkung 304 so gekoppelt, dass sie zueinander um die Achse der Anlenkung 304 schwenkbar sind. Daher hat jedes Paar an benachbarten Gelenkringen 301 zwei Anlenkungen 304, die sich 180 Grad entfernt voneinander, d.h. an diagonalen Positionen an den Gelenkringen 301 befinden. Der erste Gelenkring 301 am proximalen Ende des Biegeabschnittes hat die beiden Anlenkungen 304 lediglich an der distalen Seite. Der letzte Gelenkring 301 am distalen Ende des Biegeabschnittes hat die beiden Anlenkungen 304 lediglich an der proximalen Seite. Die radiale Aussenseite der Gelenkkonstruktion aus den Gelenkringen 301 ist durch den (nicht gezeigten) Mantel bedeckt.
Jeder Gelenkring 301 hat an seinem Umfang eine rechte Öse 302 und eine linke Öse 302. Genauer gesagt ist die jeweilige Öse 302 an der Innenumfangsfläche des jeweiligen Gelenkrings 301 ausgebildet. Die jeweilige Öse 302 bildet eine sich in Längsrichtung des Biegeabschnittes erstreckende Öffnung aus. In dieser Öffnung kann ein nachstehend beschriebenes Zugseil oder eine nachstehend beschriebene vorgebogene Federstange aufgenommen werden. Die Ösen 302 sind in 8 lediglich schematisch angedeutet.
Die rechte Öse 302 ist an der entgegengesetzten Seite zur linken Öse 302 angeordnet. Anders ausgedrückt ist die Position der rechten Öse 302 am Gelenkring 301 zur linken Öse 302 um 180 Grad entfernt, d.h. an diagonalen Positionen am Gelenkring 301. In Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sind sämtliche linken Ösen 302 in einer Reihe angeordnet. Ebenfalls sind in Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sämtliche rechten Ösen 302 in einer Reihe angeordnet.
In 8 sind die linken Ösen 302 an der linken Seite der Gelenkringe 301 angeordnet, und die rechten Ösen 302 sind an der rechten Seite der Gelenkringe 301 angeordnet.
In den linken Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist im vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel ein Zugseil 11 geführt. In den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist im vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel eine vorgebogene Federstange 330 geführt. Das distale Ende des Zugseils 11 ist am letzten Gelenkring 301 am distalen Ende des Biegeabschnittes fixiert. Das distale Ende der vorgebogenen Federstange 330 ist am letzten Gelenkring 301 am distalen Ende des Biegeabschnittes fixiert. Die Federstange 330 bildet ein Zusatzelement, das zusätzlich zum Zugseil Im Biegeabschnitt verwendet wird.
Die vorgebogene Federstange 330 ist ein Federdraht.
Die vorgebogene Federstange 330 ist zu einer Biegeseite, d.h. in 8 nach rechts vorgebogen. Im Ausführungsbeispiel ist die vorgebogene Federstange 330 beispielsweise um ca. 90 Grad vorgebogen. Der Vorbiegewinkel kann aber beliebig gewählt werden.
Durch die Vorbiegung der vorgebogenen Federstange 330 hat der Biegeabschnitt im vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel im unbetätigten Zustand eine zur Seite, d.h. in 8 nach rechts, gebogene Voreinstellung. In diesem unbetätigten Zustand können die rechten Seiten der Gelenkringe 301 aneinander anliegen oder einen minimalen Abstand haben, während die linken Seiten der Gelenkringe 301 maximal voneinander beabstandet sind.
Die vorgebogene Federstange 330 hat eine derartige Länge, dass sie im vorstehend beschriebenen unbetätigten Zustand am ersten Gelenkring 301 am proximalen Ende des Biegeabschnittes in proximaler Richtung vorragt, wie dies in 8 gezeigt ist. Der zur proximalen Seite am ersten Gelenkring 301 im unbetätigten Zustand vorragende Abschnitt der vorgebogenen Federstange 330 hat eine gerade Erstreckung, siehe 8. Die vorgebogene Federstange 330 ist in den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 so angeordnet, dass die vorgebogene Federstange 330 relativ zu den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 verschiebbar ist.
In den linken Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist das Zugseil 11 geführt. Wenn ausgehend von dem unbetätigten Zustand in 8 das Zugseil 11 in die proximale Richtung gezogen wird, werden die linken Seiten der Gelenkringe 301 um die Anlenkungen 304 gedreht und zueinander hin gezogen. Da das distale Ende der vorgebogenen Federstange 330 am letzten Gelenkring 301 am distalen Ende des Biegeabschnittes fixiert ist und die vorgebogene Federstange 330 relativ den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 verschiebbar ist, können die Gelenkringe 301 um die Anlenkungen 304 geschwenkt werden. Dabei vergrößert sich der Abstand der Gelenkringe 301 an deren rechter Seite. Die in den rechten Ösen 302 geführte vorgebogene Federstange 330 behindert eine Vergrößerung des Abstands der Gelenkringe 301 an deren rechter Seite nicht, da sie in den rechten Ösen 302 verschiebbar gelagert ist.
Somit kann der Biegeabschnitt durch Ziehen des Zugseils 11 in eine gestreckte Position gebracht werden, bei der die Gelenkringe 301 zueinander parallel ausgerichtet sind.
Wenn ausgehend aus der gestreckten Position das Zugseil 11 in die proximale Richtung weiter gezogen wird, werden die linken Seiten der Gelenkringe 301 um die Anlenkungen 304 weiter gedreht (geschwenkt) und zueinander hin gezogen, bis sie aneinander anliegen. In dieser Situation sind die Gelenkringe 301 an deren rechter Seite maximal beabstandet.
Der im unbetätigten Zustand zur proximalen Seite am ersten Gelenkring 301 vorragende gerade Abschnitt der vorgebogenen Federstange 330 hat eine solche Länge, dass der Biegeabschnitt durch Ziehen des Zugseils 11 unter Betrachtung von 8 mindestens 90 Grad nach links gebogen werden kann. Die im unbetätigten Zustand zur proximalen Seite am ersten Gelenkring 301 vorragende gerade Abschnitt der vorgebogenen Federstange 330 kann auch länger gestaltet sein. Dann kann der Biegeabschnitt durch Ziehen des Zugseils 11 unter Betrachtung von 8 weiter als 90 Grad nach links gebogen werden. Die im unbetätigten Zustand zur proximalen Seite am ersten Gelenkring 301 vorragende gerade Abschnitt der vorgebogenen Federstange 330 kann auch kürzer gestaltet sein. Dann kann der Biegeabschnitt durch Ziehen des Zugseils 11 unter Betrachtung von 8 weniger als 90 Grad nach links gebogen werden. Die vorgebogene Federstange 330 kann am proximalen Ende mit einem Anschlag versehen sein, so dass das proximale Ende der vorgebogenen Federstange 330 nicht durch die rechte Öse 302 des ersten Gelenkrings 301 hindurchrutschen kann.
Viertes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 9 ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
9 zeigt eine schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes in einem vierten Ausführungsbeispiel.
Der Biegeabschnitt des vierten Ausführungsbeispiels nutzt ebenfalls die im dritten Ausführungsbeispiel erläuterte bekannte Gelenkkonstruktion und weist Gelenkringe 301 auf. Mehrere Gelenkringe 301 sind entlang der Längsrichtung des Biegeabschnittes angeordnet. Benachbarte Gelenkringe 301 sind miteinander durch eine Anlenkung 304 so gekoppelt, dass sie zueinander um die Achse der Anlenkung 304 schwenkbar sind. Daher hat jedes Paar an benachbarten Gelenkringen 301 zwei Anlenkungen 304, die sich 180 Grad entfernt voneinander, d.h. an diagonalen Positionen an den Gelenkringen 301 befinden. Der erste Gelenkring 301 am proximalen Ende des Biegeabschnittes hat die beiden Anlenkungen 304 lediglich an der distalen Seite. Der letzte Gelenkring 301 am distalen Ende des Biegeabschnittes hat die beiden Anlenkungen 304 lediglich an der proximalen Seite.
Jeder Gelenkring 301 hat an seinem Umfang eine rechte Öse 302 und eine linke Öse 302. Die rechte Öse 302 ist an der entgegengesetzten Seite zur linken Öse 302 angeordnet. Anders ausgedrückt ist die Position der rechten Öse 302 am Gelenkring 301 zur linken Öse 302 um 180 Grad entfernt, d.h. an diagonalen Positionen am Gelenkring 301. In Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sind sämtliche linken Ösen 302 in einer Reihe angeordnet. Ebenfalls sind in Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sämtliche rechten Ösen 302 in einer Reihe angeordnet.
In 9 sind die linken Ösen 302 an der linken Seite der Gelenkringe 301 angeordnet, und die rechten Ösen 302 sind an der rechten Seite der Gelenkringe 301 angeordnet.
In den linken Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist im vierten Ausführungsbeispiel ein Zugseil 11 geführt. In den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist im vierten Ausführungsbeispiel (in 8 nicht gezeigtes, weil verborgenes) distales geführtes Zugseil geführt. Das distale Ende des Zugseils 11 ist am letzten Gelenkring 301 am distalen Ende des Biegeabschnittes fixiert. Das distale Ende des distales geführtes Zugseil ist am letzten Gelenkring 301 am distalen Ende des Biegeabschnittes fixiert. An der proximalen Seite ist an das distale geführte Zugseil ein proximales Spiralfederelement 3300 angeordnet (angebunden). Dieses Spiralfederelement 3300 bildet ein Zusatzelement. Das Ziehen des Spiralfederelement 3300 gibt die Biegerichtung des Biegeabschnittes vor.
Im Prinzip unterscheidet sich das vierte Ausführungsbeispiel vom dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass anstelle der vorgebogenen Federstange 330 eine Kombination aus einem distalen geführten Zugseil und einem proximalen Spiralfederelement 3300 vorgesehen ist. Die restlichen Aspekte sind gleich. Die Darlegungen im dritten Ausführungsbeispiel gelten also auch im vierten Ausführungsbeispiel. Die Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 bildet quasi einen kombinierten Zugseilkörper, der als ganzes gezogen wird. Das proximale Spiralfederelement 3300 ist im unbetätigten Ausgangszustand bereits unter Spannung. Dadurch ist die Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 in einem vorgespannten Zustand, der den Biegeabschnitt bereits im unbetätigten Ausgangszustand zu der radialen Seite beugt, siehe 9, an der im Biegeabschnitt die Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 angeordnet ist.
Das distale geführte Zugseil kann z.B. eine Länge haben, die den vorgespannten Biegeabschnitt durchläuft, wobei der Anbindungspunkt zum proximalen Spiralfederelement 3300 sich am proximalen Ende des Biegeabschnittes, vor oder nach dem proximalen Ende des Biegeabschnittes befinden kann. Das proximale Spiralfederelement 3300 ragt im vorstehend beschriebenen unbetätigten Zustand am ersten Gelenkring 301 am proximalen Ende des Biegeabschnittes in proximaler Richtung vor oder befindet sich proximal vom Biegeabschnitt, wie dies in 9 gezeigt ist.
Die Länge der Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 kann ähnlich wie die Länge der vorgebogenen Federstange 330 des dritten Ausführungsbeispiels gewählt werden.
Das proximale Spiralfederelement 3300 ist dehnbar. Das proximale Spiralfederelement 3300 wirkt als Zugfeder.
Das proximale Spiralfederelement 3300 ist so vorgespannt, dass der Biegeabschnitt zu einer Biegeseite, d.h. in 9 nach rechts vorgebogen ist. Im Ausführungsbeispiel ist auf diese Weise der Biegeabschnitt beispielsweise um ca. 90 Grad vorgebogen. Der Vorbiegewinkel kann aber beliebig gewählt werden.
Durch die Vorspannung des proximalen Spiralfederelementes 3300 hat der Biegeabschnitt im vorliegenden vierten Ausführungsbeispiel somit im unbetätigten Zustand eine zur Seite, d.h. in 9 nach rechts, gebogene Voreinstellung. In diesem unbetätigten Zustand liegen die rechten Seiten der Gelenkringe 301 aneinander an, während die linken Seiten der Gelenkringe 301 maximal voneinander beabstandet sind.
In den linken Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist das Zugseil 11 geführt. Wenn ausgehend von dem unbetätigten Zustand in 9 das Zugseil 11 in die proximale Richtung gezogen wird, werden die linken Seiten der Gelenkringe 301 um die Anlenkungen 304 gedreht und zueinander hin gezogen. Dabei wird an den von der Vorspannung des proximale Spiralfederelementes 3300 zusammengehaltenen rechten Seiten der Gelenkringe 301 die Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 so gestreckt (d.h. lediglich das proximale Spiralfederelement 3300 wird gestreckt), dass sich die rechten Seiten der Gelenkringe 301 voneinander entfernen, da die Gelenkringe 301 um die Anlenkungen 304 gedreht werden.
Somit kann der Biegeabschnitt durch Ziehen des Zugseils 11 in eine gestreckte Position gebracht werden, bei der die Gelenkringe 301 zueinander parallel ausgerichtet sind.
Wenn ausgehend aus der gestreckten Position das Zugseil 11 in die proximale Richtung weiter gezogen wird, werden die linken Seiten der Gelenkringe 301 um die Anlenkungen 304 weiter gedreht und zueinander hin gezogen, bis sie aneinander anliegen. In dieser Situation sind die rechten Seiten der Gelenkringe 301 maximal von einander beabstandet, und das proximale Spiralfederelement 3300 ist maximal gestreckt. In dieser Situation weist der Beigeabschnitt nicht wie in 9 gezeigt nach rechts, sondern nach links.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 10 ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
10 zeigt eine schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes in einem fünften Ausführungsbeispiel.
Das fünfte Ausführungsbeispiel ist eine Weiterentwicklung des vierten Ausführungsbeispiels. Im vierten Ausführungsbeispiel ist ein Zugseil 11 in den linken Ösen 302 der Gelenkringe 301 geführt, und in den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist eine Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 geführt.
Im vorliegenden fünften Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zum Aufbau des vierten Ausführungsbeispiels an jedem Gelenkring 301 weitere Ösen um 90 Grad versetzt angeordnet. An jedem Gelenkring 301 sind gleichmäßig am Umfang verteilt vier Ösen um 90 Grad versetzt angeordnet. In Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sind sämtliche linken Ösen 302 in einer Reihe angeordnet. Ferner sind in Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sämtliche rechten Ösen 302 in einer Reihe angeordnet. Außerdem sind in Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sämtliche vorderen Ösen 302 in einer Reihe angeordnet. Schließlich sind in Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sämtliche hinteren Ösen 302 in einer Reihe angeordnet.
In den linken Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist ein erstes Zugseil 11 geführt. In den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist eine erste vorgespannte Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 geführt. In den vorderen Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist ein zweites Zugseil 11 geführt. In den hinteren Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist eine zweite vorgespannte Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 geführt. Genauer gesagt ist in der jeweiligen Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 jeweils das distale geführte Zugseil in den Ösen geführt und das jeweilige proximale Spiralfederelement 3300 sorgt für die Vorspannung.
Benachbarte Gelenkringe 301 schwenken zueinander um die Anlenkungen 304. Mit der Anlenkung 304 ist in der vorliegenden Erfindung ein Lager gemeint, das ein Schwenken eines Gelenkrings 301 zum benachbarten Gelenkring 301 gestattet. Die Anlenkung 304 hat eine Schwenkachse, um die ein Gelenkring 301 zum benachbarten Gelenkring 301 schwenkt.
Benachbarte Gelenkringe 301 sind miteinander durch eine Anlenkung 304 so gekoppelt, dass sie zueinander um die Achse der Anlenkung 304 schwenkbar sind. Mit Ausnahme des ersten Gelenkrings 301 am proximalen Ende des Biegeabschnittes und des letzten Gelenkrings 301 am distalen Ende des Biegeabschnittes hat jeder Gelenkring 301 an der proximalen Seite zwei Anlenkungen 304, die sich 180 Grad entfernt voneinander, d.h. an diagonalen Positionen an den Gelenkringen 301 befinden. An der distalen Seite hat jeder Gelenkring 301 an der proximalen Seite zwei Anlenkungen 304, die sich ebenfalls 180 Grad entfernt voneinander, d.h. an diagonalen Positionen an den Gelenkringen 301 befinden. Die Anlenkungen 304 an der distalen Seite sind relativ zu den Anlenkungen 304 an der proximalen Seite am Umfang des Gelenkrings 301 um 90 Grad versetzt angeordnet.
In proximaler und distaler Richtung gesehen ist daher die Position der beiden Anlenkungen 304 am in proximaler und distaler Richtung nächsten Gelenkring 301 um 90 Grad gedreht vorgesehen. Die Gelenkringe 301 können somit zueinander nicht nur nach links und rechts, sondern auch nach vorn und nach hinten schwenken.
Der erste Gelenkring 301 am proximalen Ende des Biegeabschnittes hat die beiden Anlenkungen 304 lediglich an der distalen Seite. Der letzte Gelenkring 301 am distalen Ende hat die beiden Anlenkungen 304 lediglich an der proximalen Seite.
Im vierten Ausführungsbeispiel kann der Biegeabschnitt unter Betrachtung von 8 nach rechts und links, somit in zwei Richtungen schwenken. Im vorliegenden fünften Ausführungsbeispiel kann der Biegeabschnitt unter Betrachtung von 9 nach rechts und links und nach vorn (zum Betrachter hin) und hinten (vom Betrachter weg), somit in vier Richtungen schwenken.
In den hinteren Ösen 302 und in den rechten Ösen 302 sind die erste und zweite Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 vorgespannt angeordnet. Somit liegt im unbetätigten Zustand in 9 der jeweilige Bereich benachbarter Gelenkringe 301, der sich zwischen den hinteren Ösen 302 und den rechten Ösen 302 befindet, aneinander an oder weist einen minimalen Abstand auf.
Wenn ausgehend von dem unbetätigten Zustand in 9 das erste und zweite Zugseil 11 in die proximale Richtung gleichmäßig gezogen werden, werden die linken und vorderen Seiten der Gelenkringe 301 um die Anlenkungen 304 gedreht (geschwenkt) und zueinander hin gezogen. Dabei wird an der von der ersten und zweiten vorgespannten Kombination aus dem distalen geführten Zugseil und dem proximalen Spiralfederelement 3300 zusammengehaltenen rechten und hinteren Seite der Gelenkringe 301 das erste und zweite vorgespannte proximale Spiralfederelement 3300 so gezogen (gestreckt und somit gedehnt), dass sich die rechten und hinteren Seiten der Gelenkringe 301 voneinander entfernen, da die Gelenkringe 301 um die Anlenkungen 304 gedreht (geschwenkt) werden.
Wenn nur das erste Zugseil 11 in die proximale Richtung gezogen wird, bewegt sich das distale Ende des Biegeabschnittes nach links.
Wenn nur das zweite Zugseil 11 in die proximale Richtung gezogen wird, bewegt sich das distale Ende des Biegeabschnittes nach vorn (zum Betrachter hin).
Kombinierte Zieh- und Entlastungsbewegungen des ersten Zugseils 11 und des zweiten Zugseils 11 lassen das distale Ende des Biegeabschnittes in die gewünschte Richtung im dreidimensionalen Raum schwenken.
Der Abwinkelungsabschnitt am distalen Ende 4 ist hierbei ebenfalls nach rechts und links und nach vorn (zum Betrachter hin) und hinten (vom Betrachter weg), somit in vier Richtungen und alle Zwischenrichtungen dazwischen abwinkelbar.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 11 ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
11 zeigt eine schematische Seitenansicht des Inneren des Biegeabschnittes in einem sechsten Ausführungsbeispiel.
Das sechste Ausführungsbeispiel ist eine Weiterentwicklung des dritten Ausführungsbeispiels. Im dritten Ausführungsbeispiel ist ein Zugseil 11 in den linken Ösen 302 der Gelenkringe 301 geführt, und in den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist die vorgebogene Federstange 330 geführt, die als elastischer Draht ausgeführt ist.
Im vorliegenden sechsten Ausführungsbeispiel sind ähnlich wie im fünften Ausführungsbeispiel zusätzlich zum Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels an jedem Gelenkring 301 weitere Ösen um 90 Grad versetzt angeordnet. An jedem Gelenkring 301 sind gleichmäßig am Umfang verteilt vier Ösen um 90 Grad versetzt angeordnet. In Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sind sämtliche linken Ösen 302 in einer Reihe angeordnet. Ferner sind in Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sämtliche rechten Ösen 302 in einer Reihe angeordnet. Außerdem sind in Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sämtliche vorderen Ösen 302 in einer Reihe angeordnet. Schließlich sind in Längsrichtung des Biegeabschnittes gesehen sämtliche hinteren Ösen 302 in einer Reihe angeordnet.
In den linken Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist ein erstes Zugseil 11 geführt. In den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist eine erste vorgebogene Federstange 330 geführt. In den vorderen Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist ein zweites Zugseil 11 geführt. In den hinteren Ösen 302 der Gelenkringe 301 ist eine zweite vorgebogene Federstange 330 geführt. Die erste vorgebogene Federstange 330 und die zweite vorgebogene Federstange 330 sind als vorgebogener Federdraht ausgeführt.
Benachbarte Gelenkringe 301 schwenken zueinander um die Anlenkungen 304 wie im fünften Ausführungsbeispiel.
Die vorgebogenen Federstangen 330 sind ähnlich wie im dritten Ausführungsbeispiel nach rechts vorgebogen. Beispielsweise sind die vorgebogenen Federstangen 330 um ca. 90 Grad vorgebogen. Der Vorbiegewinkel kann aber beliebig gewählt werden.
Durch die Vorbiegung der vorgebogenen Federstangen 330 hat der Biegeabschnitt im unbetätigten Zustand eine zur Seite, d.h. in 11 nach rechts, gebogene Voreinstellung. In diesem unbetätigten Zustand liegen wie im fünften Ausführungsbeispiel die Seiten der Gelenkringe 301 aneinander an, die zu den Zugseilen 11 entgegengesetzt sind. In diesem unbetätigten Zustand sind die Seiten der Gelenkringe 301 maximal voneinander beabstandet, an denen die vorgebogenen Federstangen 330 in ihren Ösen 302 geführt angeordnet sind.
Die beiden vorgebogenen Federstangen 330 haben wie im fünften Ausführungsbeispiel eine derartige Länge, dass sie im vorstehend beschriebenen unbetätigten Zustand am ersten Gelenkring 301 am proximalen Ende des Biegeabschnittes in proximaler Richtung vorragen, wie dies in 11 gezeigt ist. Der zur proximalen Seite am ersten Gelenkring 301 im unbetätigten Zustand vorragende Abschnitt der vorgebogenen Federstangen 330 hat eine gerade Erstreckung, siehe 11.
Die vorgebogenen Federstangen 330 sind in den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 und in den hinteren Ösen 302 der Gelenkringe 301 so angeordnet, dass die vorgebogenen Federstangen 330 relativ zu den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 und den hinteren Ösen 302 der Gelenkringe 301 verschiebbar sind.
Somit entspricht der Aufbau und die Funktion des sechsten Ausführungsbeispiels einer Kombination aus dem dritten und fünften Ausführungsbeispiel.
Im sechsten Ausführungsbeispiel kann der Biegeabschnitt unter Betrachtung von 11 nach rechts und links und nach vorn (zum Betrachter hin) und hinten (vom Betrachter weg), somit in vier Richtungen und alle Zwischenrichtungen dazwischen schwenken.
Weitere Alternativen
Im ersten Ausführungsbeispiel ist in der in Bezug auf die Biegung der Platte 30 an der radial äußeren Seite angeordneten ersten Kammer 31 ein Zugseil 11 angeordnet. In der in Bezug auf die Biegung der Platte 30 an der radial inneren Seite angeordneten zweiten Kammer 32 ist kein Zugseil angeordnet. Das Prinzip der Erfindung ist auch bei einem Aufbau anwendbar, bei dem in der in Bezug auf die Biegung der Platte 30 an der radial äußeren Seite angeordneten ersten Kammer 31 zwei oder mehr Zugseile 11 angeordnet sind. In der in Bezug auf die Biegung der Platte 30 an der radial inneren Seite angeordneten zweiten Kammer 32 ist auch in dieser Alternative kein Zugseil angeordnet.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Federelement 18 zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche der Hülle 10 angeordnet. In einer Alternative kann ein Federelement an der Innenumfangsfläche der Hülle 10 angeordnet sein, um der der Hülle 10 eine gewünschte Elastizität und Biegesteifigkeit zu verleihen.
Im ersten Ausführungsbeispiel bildet die elastische Hülle 10 des Biegeabschnittes 3 eine Fortsetzung des Mantels 21 des Einführschlauches 2 in distaler Richtung.
In einer Alternative können die elastische Hülle 10 und der Mantel 21 ein einstückiger Mantel sein, der sich vom Steuerkörper des Endoskops bis zum distalen Ende 4 erstreckt.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist die flexible Platte 30 als längliches Rechteck geformt. Die flexible Platte 30 kann auch andere Formen aufweisen. Der Querschnitt der biegbaren Platte 30 kann ein Rechteck, ein Oval, eine Ellipse oder eine Rennbahnform etc. sein. Die Rennbahnform (oder Stadionform) besitzt gerade Teilstücke, die zwischen halbkreisartigen Endstücken eingesetzt sind. Somit ist beim Trennelement eine Seite länger als die andere Seite. Das Trennelement biegt sich um die dünnere Seite. Dadurch wird die Biegerichtung beim Ziehen des Zugseils vorgegeben.
In den Ausführungsbeispielen ist das Trennelement als flexible oder biegbare Platte ausgeführt. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Das Trennelement kann auch bereits beim beispielsweise durch Extrudieren bewirkten Herstellen der Hülle 10 als Trennwand erzeugt werden. In diesem Fall ist das Trennelement einstückig mit der Hülle 10 verbunden. Zum Erreichen einer ausreichenden Schubstabilität kann im Trennelement ein Drahtgeflecht integriert sein.
Im dritten bis sechsten Ausführungsbeispiel sind Ösen als Zugseilführungselemente genutzt. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Auch anders aufgebaute Zugseilführungselemente können zum Führen des Zugseils verwendet werden. Beispielsweise können Zugseilführungselemente mit offenem, halboffenem oder geschlossenem Führungskörper verwendet werden. Ösen sind Beispiele für einen geschlossenen Führungskörper. Der Führungskörper zum Führen des Zugseils muss nicht vollständig geschlossen sein. In der offenen oder halboffenen Ausführung hat der Führungskörper eine unvollständige Umfassung, die das geführte Zugseil nicht vollständig umschließt.
In einer Alternative zum vierten und sechsten Ausführungsbeispiel ist die Kombination aus einem distalen geführten Zugseil und einem proximalen Spiralfederelement 3300 durch ein Spiralfederelement 3300 ersetzt. In dieser Alternative ist in den rechten Ösen 302 der Gelenkringe 301 eine vorgespannte Spiralfeder 3300 geführt. Das distale Ende der vorgespannten Spiralfeder 3300 ist am letzten Gelenkring 301 am distalen Ende des Biegeabschnittes fixiert. Die vorgespannte Spiralfeder 3300 hat eine derartige Länge, dass sie im vorstehend beschriebenen unbetätigten Zustand am ersten Gelenkring 301 am proximalen Ende des Biegeabschnittes in proximaler Richtung vorragen kann, wie dies in 9 gezeigt ist.
In den Ausführungsbeispielen stellen sowohl die Optikeinrichtung mit dem Lichtleiter 13 als auch die Kamera mit dem Kamerakabel 12 lediglich Anwendungsbeispiele beim erfindungsgemäßen Endoskop dar und können modifiziert oder gar weggelassen werden.
Alternativ kann, wenn die Erfindung bei einem größeren Endoskop angewendet wird, ein Arbeitskanal, ein Spülkanal und/oder ein Ultraschallsensor etc. eingebaut werden.
Die Erfindung ist bei einem flexiblen Endoskop vorteilhaft anwendbar. Das Prinzip der Erfindung kann bei einer beliebigen Art an Endoskop mit einem Biegeabschnitt angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Endoskop
2: Einführschlauch
3: Biegeabschnitt
4: distales Ende
10: Hülle
11: Zugseil
12: Kamerakabel
13: Lichtleiter
18: Federelement
21: Mantel
22: Drahtgeflecht
30: Trennelement
31: erste Kammer
32: zweite Kammer
35: distaler Abschnitt der biegbaren Platte
36: proximaler Abschnitt der biegbaren Platte
301: Gelenkring
302: Öse
304: Anlenkung
330: vorgebogene Federstange
3300: Spiralfeder

Claims

Endoskop (1) mit einem flexiblen Einführschlauch (2), und einem von einer proximalen Seite aus steuerbaren Biegeabschnitt (3), der sich distal an den Einführschlauch (2) anschließt, wobei im Biegeabschnitt (3) ein Zugseil (11) für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes (3) läuft, wobei das Zugseil (11) am distalen Ende des Biegeabschnittes (3) verankert ist, wobei in Längsrichtung des Biegeabschnittes (3) parallel zum Zugseil (11) ein vorgespanntes elastisches Element (30; 330; 3300) angeordnet ist.
Endoskop (1) gemäß Anspruch 1, wobei das vorgespannte elastische Element (30; 330; 3300) eine vordefinierte Biegung zu einer Seite des Biegeabschnittes (3) aufweist.
Endoskop (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die vordefinierte Biegung des vorgespannten elastischen Elements (30; 330; 3300) die maximale Ausschwenkung des Biegeabschnittes (3) zu einer Seite bereitstellt.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das vorgespannte elastische Element parallel zum Zugseil (11) als gebogenes Stangenelement (330) angeordnet ist, das eine vordefinierte Biegung zu einer Seite des Biegeabschnittes (3) aufweist, und das Zugseil (11) durch Zugseilführungselemente (310) geführt ist.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das vorgespannte elastische Element parallel zum Zugseil (11) als Spiralfederelement (3300) oder als eine Kombination aus einem distalen geführten Zugseil und einem proximalen Spiralfederelement (3300) angeordnet ist, wobei das Spiralfederelement (3300) eine vordefinierte Vorspannung aufweist, und das Zugseil (11) durch Zugseilführungselemente (310) geführt ist.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Biegeabschnitt (3) eine Hülle (10) aufweist, das vorgespannte elastische Element ein biegbares Trennelement (30) ist, das den Querschnitt der Hülle (10) in zwei getrennte Kammern (31, 32) teilt, und in einer Kammer (31) der beiden durch das Trennelement (30) getrennten Kammern (31, 32) in Längsrichtung der Hülle (10) das Zugseil (11) für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes (3) angeordnet ist.
Endoskop (1) gemäß Anspruch 6, wobei in derjenigen Kammer (31) der beiden durch das Trennelement (30) getrennten Kammern (31, 32), die an der Außenseite des Radius des vordefiniert gebogenen Trennelements (30) angeordnet ist, in Längsrichtung der Hülle (10) das Zugseil (11) für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes (3) angeordnet ist.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Trennelement (30) an seiner proximalen Seite am distalen Endbereich des Einführschlauches (2) verankert ist.
Endoskop (1) gemäß Anspruch 8, wobei der Einführschlauch (2) einen Außenmantel (21) und unter dem Außenmantel (21) ein elastisches Drahtgeflecht (22) aufweist, wobei die proximale Seite (36) des Trennelements (30) am distalen Endbereich des Drahtgeflechtes (22) verankert ist.
Endoskop (1) gemäß Anspruch 9, wobei die proximale Seite (36) des Trennelements (30) am distalen Endbereich des Drahtgeflechtes (22) eingesteckt, angeschweißt oder eingeklebt ist.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Hülle (10) des Biegeabschnittes (3) einen Außendurchmesser von 3 mm oder weniger aufweist.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Hülle (10) des Biegeabschnittes (3) einen Außendurchmesser von 1 mm oder weniger aufweist.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Trennelement (30) aus Federstahl, Edelstahl oder einem biegbaren Kunststoff hergestellt ist.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Hülle (10) des Biegeabschnittes (3) ein Federelement (18) aufweist.
Endoskop (1) gemäß Anspruch 14, wobei das Federelement (18) in der Hülle (10) des Biegeabschnittes (3) eingebettet ist.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10 oder 13, wobei der Querschnitt des Trennelements (30) so gestaltet ist, dass der Querschnitt des Trennelements (30) in einer ersten Richtung breiter ist und in einer zweiten Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung ist, schmaler ist.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 13 oder 16, wobei in der Kammer (31), die an der Außenseite des gebogenen Trennelements (30) angeordnet ist, ein einziges Zugseil (11) für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes (3) angeordnet ist, und in der anderen Kammer (32), die an der Innenseite des gebogenen Trennelements (30) angeordnet ist, kein Zugseil angeordnet ist.
Endoskop (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 13 oder 16, wobei in der Kammer (31), die an der Außenseite des gebogenen Trennelements (30) angeordnet ist, mehrere Zugseile (11) für eine Ausschwenkbewegung des Biegeabschnittes (3) angeordnet sind, und in der anderen Kammer (32), die an der Innenseite des gebogenen Trennelements (30) angeordnet ist, kein Zugseil angeordnet ist.