DE102021131850A1 - Endoskop mit einem Lenkeingabeelement für zwei Biegeebenen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Endoskop (1), das einen proximalen Endoskopgriff (2), einen Einführstrang (3), der sich vom Endoskopgriff (2) aus erstreckt und zum Einführen in die Körperhöhle eines Patienten konfiguriert ist, wobei der Einführstrang (3) einen Einführschlauch (4), einen Biegeabschnitt (5) und eine distale Spitzeneinheit (6) umfasst, und einen Lenkmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit (6) durch Biegen des Biegeabschnitts (5) in eine erste Biegeebene und in eine zweite Biegeebene schwenkt, aufweist, wobei der Lenkmechanismus ein manuell betätigbares Lenkeingabeelement (7), das zum Erhalten einer Rotationseingabe durch einen Benutzer vorgesehen und mit einer Steuerschaft (9) verbunden ist, der am Endoskopgriff (2) drehbar gelagert ist, und einen Lenkschaltmechanismus (13), der ausgebildet ist, einen Kopplungszustand des Lenkeingabeelements (7) zumindest zwischen einem ersten Betriebsmodus, in dem der Lenkmechanismus zum Biegen des Biegeabschnitts (5) in der ersten Biegeebene über das Lenkeingabeelement (7) ausgebildet ist, und einem zweiten Betriebsmodus, in dem der Lenkmechanismus zum Biegen des Biegeabschnitts (5) in der zweiten Biegeebene über das Lenkeingabeelement (7) ausgebildet ist, umzuschalten, aufweist.

Description

• Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Endoskop, das einen proximalen Endoskopgriff, einen Einführstrang, der sich vom Endoskopgriff aus erstreckt und zum Einführen in die Körperhöhle eines Patienten ausgebildet ist, wobei der Einführstrang einen Einführschlauch, einen Biegeabschnitt und eine distale Spitzeneinheit hat, und einen Lenkmechanismus aufweist, der so ausgebildet ist, dass er die distale Spitzeneinheit durch Biegen des Biegeabschnitts in einer ersten Biegeebene und in einer zweiten Biegeebene schwenkt, wobei der Lenkmechanismus ein manuell betätigbares Lenkeingabeelement aufweist, das zum Erhalten einer Rotationseingabe durch einen Benutzer vorgesehen ist.
• Verwandter Stand der Technik
• Lenkbare Endoskope haben oft einen proximalen Endoskopgriff und einen distalen Einführstrang mit einem Biegeabschnitt und einer distalen Spitzeneinheit. Um die distale Spitzeneinheit abzulenken, kann der Biegeabschnitt gebogen oder manipuliert werden, indem an einem oder mehreren Zug-/ Lenkdrähten gezogen wird, die sich in den Einführstrang des Endoskops erstrecken und deren distale Abschnitte am Biegeabschnitt befestigt sind.
• Typischerweise können in einem Endoskop, das eine Vier-Wege-Biegung ermöglicht, vier Zugdrähte vorgesehen sein, die in Umfangsrichtung um 90° zueinander versetzt sind, und das Ziehen an einem der Zugdrähte/ Lenkdrähte führt zu einer Biegebewegung in einer entsprechenden Richtung. So sind zwei Freiheitsgrade (zwei Biegeebenen) vorgesehen, wobei der eine Freiheitsgrad eine Auf-/ Abwärtsbewegung des Biegeabschnitts durch Ziehen an einer von zwei diametral gegenüberliegenden Zugdrähten und der andere Freiheitsgrad eine Links-/ Rechtsbewegung des Biegeabschnitts durch Ziehen an einem von zwei anderen diametral gegenüberliegenden Zugdrähten umfasst.
• Solche Endoskope sind in der Regel mit zwei Lenkeingaberädern (manuell bedienbare Räder/ Radmanipulatoren) am Endoskopgriff versehen, wobei eines der Lenkeingaberäder zur Steuerung einer Auf-/ Abwärtsbiegung und das andere der Lenkeingaberäder zur Steuerung einer Links-/Rechtsbiegung vorgesehen ist. Die Lenkeingaberäder oder Radmanipulatoren sind koaxial (nebeneinander gestapelt) neben einem Griffgehäuse angeordnet. Jedes Lenkeingaberad ist mit einem Steuerrad, z. B. einem Kettenrad oder einer Drahttrommel, verbunden, das mit zwei der Lenkdrähte verbunden ist, z. B. über eine Kette, die in das Kettenrad eingreift, oder durch Wickeln des Drahtes um die Trommel. So wird das Lenkeingaberad gedreht, um das Steuerrad zu drehen, was zu einem Ziehen des einen (ersten) damit verbundenen Drahtes und einem Lockern des anderen (zweiten) damit verbundenen Drahtes führt.
• Es gibt chirurgische Techniken, die es erlauben, den Endoskopgriff zu halten und gleichzeitig die Lenkeingaberäder mit nur einer Hand zu manipulieren. Diese sind jedoch für Chirurgen mit kleinen Händen nicht anwendbar, da sie nicht beide Lenkeingaberäder vollständig erreichen können.
• Ferner können solche Endoskope Bremsmechanismen mit Bremseingabeelementen oder Bremsaktivatoren aufweisen. Insbesondere gibt es einen Bremsmechanismus zum Abbremsen jedes Radmanipulators. Wenn die Bremsmechanismen angewendet werden, wird die Position des Rades in der aktuellen Ausrichtung fixiert. Dies ermöglicht es, die distale Spitze in einer gewünschten Ausrichtung zu halten, ohne die Lenkeingaberäder manuell zu halten. Das Bremseingabeelement oder der Bremsaktivator zum Bremsen des Auf-Ab-Steuerrads ist in der Regel ein Hebel und zum Bremsen des Lenks-Rechts-Steuerrads ein drehbarer Knopf. Zum Aktivieren und Deaktivieren des Bremssystems wird eine zweite Hand benötigt.
• Aus dem Stand der Technik ist z. B. die US 5 738 631 A bekannt, die ein Endoskop mit einem Griff und einem Einführstrang mit einem 4-Wege-Biegeabschnitt offenbart. Der Biegeabschnitt wird über Drähte gesteuert, die mit Stirnrädern verbunden sind, die über Steuerknöpfe angetrieben werden, die an konzentrischen Wellen für die Auf-Ab- bzw. Links-Rechts-Lenkung befestigt sind. Ferner enthält das Endoskop eine Ratscheneinheit, die über eine hebelgesteuerte Welle betätigt wird und eine Nockenfläche aufweist, die drehbar ist, um wahlweise federbelastete Stifte in Richtung der entsprechenden Stirnräder zu drücken, um sie in Eingriff zu bringen und zu blockieren. Auf diese Weise werden beide, keines oder nur das erste Stirnrad blockiert.
• Ferner offenbart US 4 461 282 A ein Endoskop mit einem Griff und einem Einführstrang mit einem Biege- oder Krümmungsabschnitt, der über einen Lenkmechanismus mit zwei separaten Antriebssträngen in zwei Ebenen gebogen werden kann. Jeder Antriebsstrang umfasst einen Draht, der über eine Sperrvorrichtung mit einem Winkeleinstellungsknopf verbunden ist und von diesem angetrieben wird. Ferner sind ein Schaltmechanismus mit einer Sperrvorrichtung zum gleichzeitigen Sperren beider Antriebsstränge und zwei Kupplungsmechanismen zum Umschalten zwischen den Antriebsmodi der beiden Antriebsstränge vorgesehen. Die Kupplungsmechanismen werden über hebelartige zweite Räder zum wahlweisen Entsperren eines der Antriebsstränge betätigt.
• Aus US 4 932 394 A ist ein Endoskop mit einem Griff und einem Einführstrang mit einem Biegeabschnitt bekannt, der über einen Lenkmechanismus mit zwei getrennten Antriebssträngen in zwei Ebenen gebogen werden kann. Jeder Antriebsstrang enthält einen Draht, der über eine Sperrvorrichtung mit einem Winkeleinstellungsknopf verbunden ist und von diesem angetrieben wird. Durch Ziehen eines oder beider Winkeleinstellungsknöpfe wird die jeweilige Sperrvorrichtung und damit die Lenkung blockiert.
• US 2001/0034472 A1 offenbart ein Endoskop mit zwei separaten Antriebssträngen einschließlich separater Winkelknöpfe, Wellen und Drahttrommeln zum Biegen eines Biegeabschnitts eines Einführstrangs. Ferner sind zwei separate Sperrmechanismen vorgesehen, die einen Knopf oder Hebel umfassen, der betätigt werden kann, um ein Druckelement gegen ein Reibungspad zu verschieben, um den entsprechenden Antriebsstrang zu sperren.
• Weiterer Stand der Technik ist aus der EP 2 220 991 B1 bekannt, die ein Endoskop mit einem Griff und einem Einführstrang mit einem Biegeabschnitt betrifft. Letzterer ist über zwei separate Antriebsstränge mit auf Trommeln gewickelten Lenkdrähten, die über Steuerknöpfe angetrieben werden, biegbar. Ferner ist ein Verriegelungsmechanismus vorgesehen, der das Steuerrad in einer gesperrten Stellung verriegelt und durch einen durch den Steuerknopf verlaufenden Mitnehmerstift geöffnet wird, so dass durch Drehen des Knopfes die Verriegelung geöffnet wird.
• EP 2 288 284 B1 und US 2020/0405126 A1 offenbaren ein Endoskop mit einem Griff und einem Einführstrang mit einem Biegeteil, das über Lenkdrähte steuerbar ist, die über Umlenkrollen mit manuell steuerbaren Knöpfen verbunden sind. Die Knöpfe und Umlenkrollen sind mit Antriebselementen verbunden, die über Reibungsbremselemente arretierbar sind, die radial verschoben werden können, um einen Reibungskontakt herzustellen, und die über Arretierhebel betätigt werden.
• Weiterhin offenbart die US 8 591 405 B2 ein Endoskop mit einem Einführabschnitt mit einem über Steuerdrähte biegbaren Abschnitt, der über einen manuell bedienbaren Knopf gesteuert wird. Der Knopf kann über einen Reibschluss, der über einen Bremshebel oder einen Bremsknopf betätigt wird, arretiert oder gebremst werden. Der Bremshebel treibt ein drehbares Element an, das eine durch einen umlaufenden Arm definierte Nockennut aufweist, um zwei drehfeste Platten aufeinander zu zu führen, um eine Reibplatte zu klemmen, die mit dem handbetätigten Knopf verbunden ist.
• Kurzbeschreibung der Offenbarung
• In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Endoskop bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik verringert oder vermeidet. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Offenbarung, ein Endoskop mit einem Lenkmechanismus zum Lenken eines Biegeabschnitts eines Einführstrangs in mindestens zwei verschiedenen Biegeebenen bereitzustellen, wobei der Lenkmechanismus auch für Benutzer mit kleinen Händen besonders einfach zu bedienen ist.
• Diese Aufgabe wird durch ein Endoskop nach Anspruch 1 und durch ein System nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht und/oder werden im Folgenden erläutert.
• Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Endoskop, das Folgendes umfasst: einen proximalen Endoskopgriff; einen Einführstrang, der sich vom Endoskopgriff aus erstreckt und so konfiguriert ist, dass er in die Körperhöhle eines Patienten eingeführt werden kann, wobei der Einführstrang einen Einführschlauch, einen Biegeabschnitt und eine distale Spitzeneinheit umfasst; und einen Lenkmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die distale Spitzeneinheit durch Biegen des Biegeabschnitts in einer ersten Biegeebene und in einer zweiten Biegeebene schwenkt, wobei der Lenkmechanismus Folgendes umfasst: ein manuell betätigbares Lenkeingabeelement, das zum Erhalten einer Rotationseingabe durch einen Benutzer vorgesehen ist; und einen Lenkschaltmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er einen Kopplungszustand des Lenkeingabeelements zumindest zwischen einem ersten Betriebsmodus, in dem der Lenkmechanismus zum Biegen des Biegeabschnitts in der ersten Biegeebene über das Lenkeingabeelement konfiguriert ist, und einem zweiten Betriebsmodus, in dem der Lenkmechanismus zum Biegen des Biegeabschnitts in der zweiten Biegeebene über das Lenkeingabeelement konfiguriert ist, umschaltet.
• Mit anderen Worten ausgedrückt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Endoskop, das vorzugsweise ein Einweg-Endoskop ist, mit einem Einführstrang mit einem Biegeabschnitt, der in einer ersten Biegeebene und in einer zweiten, von der ersten Biegeebene verschiedenen Biegeebene biegbar ist, um eine distale Spitzeneinheit des Einführstrangs in der ersten und zweiten Biegeebene zu schwenken. Das Endoskop weist einen Lenkmechanismus mit einem manuell betätigbaren Lenkeingabeelement auf, das selektiv zumindest in einem ersten Betriebsmodus zum Biegen des Biegeabschnitts in der ersten Biegeebene und einem zweiten Betriebsmodus zum Biegen des Biegeabschnitts in der zweiten Biegeebene betätigt werden kann. Das heißt, der Lenkmechanismus ist ein Getriebe (auch Einzelradgetriebe genannt), das es erlaubt, das Biegen in beiden Biegeebenen mit genau einem Lenkeingabeelement zu handhaben. Vorzugsweise ist auch ein neutraler Zustand des Lenkschaltmechanismus vorgesehen, in dem weder ein Biegen des Biegeabschnitts in der ersten Biegeebene noch ein Biegen des Biegeabschnitts in der zweiten Biegeebene möglich ist.
• Die Idee, die der vorliegenden Offenbarung zugrunde liegt, bezieht sich auf die folgende Beobachtung. Um Endoskope mit Vier-Wege-Biegung z.B. bei der endoskopischen retrograden Cholangiopankreatographie (ERCP) zu manövrieren, besteht eine primäre Funktion der distalen Spitzenumlenkung über die Lenkeingabeelemente! Lenkeingaberäder darin, eine Kamera und einen Hebemechanismus an der distalen Spitzeneinheit des Endoskops in eine korrekte Position und Ausrichtung zu bringen. Dazu ist es üblich, nur eines der Lenkeingabeelemente zu verwenden, um die Biegung in nur zwei (diametral entgegengesetzte) Richtungen zu steuern, bis die Endposition nahezu erreicht ist. Das zweite Lenkeingabeelement zur Steuerung der anderen beiden Biegerichtungen wird dann zur Feinjustierung verwendet. So ist es bei verwandten Endoskopen oft nicht notwendig, beide Lenkeingabeelemente zu betätigen oder den Biegeabschnitt in zwei verschiedene Richtungen gleichzeitig zu biegen.
• Vorteilhafterweise weist ein Endoskop nach der vorliegenden Offenbarung eine besonders einfache Benutzeroberfläche zur Steuerung des Biegeabschnitts auf. Insbesondere ist die Anzahl der Teile, die der Benutzer manipulieren kann, reduziert. Dementsprechend ist das Endoskop nach der vorliegenden Offenbarung sowohl einfach zu bedienen als auch kosteneffizient in der Herstellung und Montage. Darüber hinaus hat der Benutzer im Vergleich zu herkömmlichen Endoskopen nach dem Stand der Technik einen besseren Zugang zum Lenkeingabeelement, da nur ein Lenkeingabeelement betätigt werden muss, um die Biegung des Biegeabschnitts in beiden Biegeebenen zu steuern, d.h. die Finger des Benutzers müssen nicht ein zweites Lenkeingabeelement erreichen. So kann das Lenkeingabeelement unmittelbar an einem Gehäuse des Endoskopgriffs/ an einem Griffteil des Endoskopgriffs angeordnet und leicht erreichbar sein. Auch kann das Lenkeingabeelement relativ groß sein, um leicht greifbar zu sein.
• Vorzugsweise ist das Lenkeingabeelement somit das einzige manuell bedienbare Element, das geeignet/ konfiguriert ist, eine Biegung des Biegeabschnitts anzutreiben/auszulösen. Mit anderen Worten ist vorzugsweise genau ein einziges Lenkeingabeelement vorgesehen, das geeignet ist, die Biegung des Biegeabschnitts in den mindestens zwei Biegeebenen anzutreiben. Die erste Biegeebene und die zweite Biegeebene sind vorzugsweise orthogonal zueinander.
• Das manuell bedienbare Lenkeingabeelement ist vorzugsweise mit einem Steuerschaft verbunden, der besonders bevorzugt drehbar am Endoskopgriff/ einem Gehäuse des Endoskopgriffs gelagert ist. Die in der vorliegenden Offenbarung verwendeten Begriffe „axial“, „in Umfangsrichtung“ und „radial“ beziehen sich auf eine Achse des Steuerschafts, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Das manuell bedienbare Lenkeingabeelement kann für einen Benutzer an einer Außenseite eines Gehäuses des Endoskopgriffs zugänglich sein. Das Lenkeingabeelement kann z.B. als Rad oder Knopf oder als Hebel ausgebildet sein. Insbesondere ist das Lenkeingabeelement drehfest/ fest mit dem Steuerschaft verbunden. Vorzugsweise ist der Steuerschaft relativ zum Endoskopgriff/ zum Gehäuse des Endoskopgriffs nicht verschiebbar.
• Vorzugsweise umfasst der Lenkmechanismus ein erstes Steuerrad, das mit einem ersten Lenkdraht verbunden ist, der sich durch den Einführstrang erstreckt und zur Steuerung einer Biegebewegung des Biegeabschnitts in der ersten Biegeebene vorgesehen ist. Darüber hinaus kann der Lenkmechanismus ein zweites Steuerrad aufweisen, das mit einem zweiten Lenkdraht verbunden ist, der sich durch den Einführstrang erstreckt und für die Steuerung einer Biegebewegung des Biegeabschnitts in der zweiten Biegeebene vorgesehen ist.
• Der Lenkschaltmechanismus umfasst vorzugsweise einen ersten Kopplungsabschnitt, der zwischen dem Lenkeingabeelement und dem ersten Steuerrad ausgebildet ist und zur Kopplung des Lenkeingabeelements mit dem ersten Steuerrad angepasst ist. Ferner umfasst der Lenkschaltmechanismus vorzugsweise einen zweiten Kopplungsabschnitt, der zwischen dem Lenkeingabeelement und dem zweiten Steuerrad ausgebildet ist und zur Kopplung des Lenkeingabeelements mit dem zweiten Steuerrad angepasst ist.
• Vorzugsweise sind das erste und das zweite Steuerrad auf dem (gleichen) Steuerschaft (d. h. einem einzigen Steuerschaft) montiert, um über diesen Steuerschaft selektiv angetrieben zu werden. Insbesondere kann der Lenkschaltmechanismus den ersten Kopplungsabschnitt und den zweiten Kopplungsabschnitt (d. h. die Kopplungsabschnitte) selektiv öffnen oder schließen. Insbesondere werden die Kopplungsabschnitte (oder Bremsabschnitte, die weiter unten im Detail beschrieben werden) geschlossen, wenn eine Kraft über die Kopplungsabschnitte (oder Bremsabschnitte) übertragen wird. So wird z. B. der erste Kopplungsabschnitt geschlossen, wenn eine Drehung des ersten Steuerschafts über den ersten Kopplungsabschnitt auf das erste Steuerrad übertragen wird. Andererseits gelten die Kopplungsabschnitte (oder Bremsabschnitte) als offen, wenn keine Kraft über die Kopplungsabschnitte (oder Bremsabschnitte) übertragen wird. Vorzugsweise öffnen und schließen sich die Kopplungsabschnitte in axialer Richtung. Dadurch wird relativ wenig radialer Platz für die Kopplungsabschnitte benötigt, was eine weitere Anpassung des Endoskopgriffs für Benutzer mit kleinen Händen ermöglicht. Der erste Kopplungsabschnitt kann eine erste Kraftschlussanordnung (als Reibschlusspaarung) wie z. B. einen Stapel Reibscheiben enthalten. Der zweite Kopplungsabschnitt kann eine zweite Kraftschlussanordnung wie einen weiteren Stapel Reibscheiben enthalten. Alternativ können der erste Kopplungsabschnitt und der zweite Kopplungsabschnitt jeweils eine Eingriffsverbindungspaarung anstelle einer Reibpaarung aufweisen.
• Das erste Steuerrad und das zweite Steuerrad (d. h. die Steuerräder) sind vorzugsweise als Drahttrommeln ausgebildet, auf die die Steuerdrähte aufgewickelt werden können. Alternativ können die Steuerräder z.B. Zahnräder sein, die über Zahnstangen mit den Steuerdrähten verbunden sind. Das erste Steuerrad und das zweite Steuerrad sind vorzugsweise symmetrisch zueinander angeordnet. Dies ist eine besonders einfache Konstruktion.
• Vorzugsweise weist der Lenkschaltmechanismus ferner einen ersten Bremsabschnitt auf, der dazu geeignet ist, den Endoskopgriff/ das Gehäuse des Endoskopgriffs (direkt oder indirekt) mit dem ersten Steuerrad zu verbinden, um das erste Steuerrad zu bremsen. Darüber hinaus kann der Lenkschaltmechanismus einen zweiten Bremsabschnitt aufweisen, der dazu geeignet ist, den Endoskopgriff/das Gehäuse des Endoskopgriffs (direkt oder indirekt) mit dem zweiten Steuerrad zu verbinden, um das zweite Steuerrad abzubremsen. Dementsprechend kann der erste Bremsabschnitt und/oder der zweite Bremsabschnitt (d.h. die Bremsabschnitte) geschlossen sein, um eine Drehung des ersten und/oder zweiten Steuerrads zu verhindern, oder geöffnet sein, um eine Drehung desselben zu ermöglichen. Dies ist besonders vorteilhaft, da ein ungewolltes Biegen des Biegeabschnitts z.B. durch Schwerkraft oder Reibungswiderstand innerhalb der ansonsten offenen ersten und/oder zweiten Kopplungsabschnitte vermieden werden kann.
• Der erste Bremsabschnitt kann eine dritte Kraftschlussanordnung (d. h. eine Reibschlusspaarung) wie z. B. einen Stapel Reibscheiben enthalten. Diese dritte Kraftschlussanordnung kann den Endoskopgriff/das Gehäuse des Endoskopgriffs direkt oder indirekt mit dem ersten Steuerrad verbinden. Der zweite Bremsabschnitt kann eine vierte Kraftschlussanordnung, z. B. einen weiteren Stapel Reibscheiben, enthalten. Diese vierte Kraftschlussanordnung kann den Endoskopgriff/ das Gehäuse des Endoskopgriffs direkt oder indirekt mit dem zweiten Steuerrad verbinden. Alternativ können der erste Bremsabschnitt und der zweite Bremsabschnitt jeweils eine Eingriffspaarung anstelle einer Reibpaarung wie oben beschrieben aufweisen. Vorzugsweise öffnen und schließen die Bremsabschnitte in axialer Richtung. Auf diese Weise kann ein einfacher Bremsmechanismus bereitgestellt werden, der relativ wenig radialen Platz benötigt.
• Es ist vorteilhaft, wenn der Lenkschaltmechanismus ferner ein erstes Vorspannelement umfasst, das das erste Steuerrad (relativ) zum Gehäuse des Endoskopgriffs so vorspannt, dass der erste Bremsabschnitt so vorgespannt ist, dass er geschlossen ist, z. B. in einem neutralen Zustand/einer neutralen Position des Lenkschaltmechanismus. Darüber hinaus kann der Lenkschaltmechanismus ein zweites Vorspannelement umfassen, das das zweite Steuerrad (relativ) zum Gehäuse des Endoskopgriffs so vorspannt, dass der zweite Bremsabschnitt so vorgespannt ist, dass er geschlossen ist, z. B. in einem neutralen Zustand/einer neutralen Stellung des Lenkschaltmechanismus. Ein solches Vorspannelement ermöglicht es also, einen Mechanismus zum automatischen Schließen des ersten und/oder des zweiten Bremsabschnitts vorzusehen. Auf diese Weise ist es einfach, einen Biegezustand des Biegeabschnitts aufrechtzuerhalten, ohne dass ein Benutzer ermüdet. Eine Zeitspanne, in der der Benutzer eine zweite Hand zum Manipulieren der distalen Spitze und zum gleichzeitigen Aktivieren und Deaktivieren der Bremsen eines Endoskops benötigt, wird minimiert. Vorzugsweise ist das Vorspannelement eine Druckfeder. Weiter bevorzugt sind das erste und das zweite Vorspannelement im Wesentlichen gleich (d.h. sie haben die gleichen Abmessungen und elastischen Eigenschaften).
• Insbesondere kann der Lenkschaltmechanismus somit geeignet sein, einen Kopplungszustand des Lenkeingabeelements in einen neutralen Zustand zu schalten, in dem der erste Bremsabschnitt und vorzugsweise der zweite Bremsabschnitt geschlossen ist! sind, um das erste Steuerrad und vorzugsweise das zweite Steuerrad zu bremsen, und in dem der erste Kopplungsabschnitt und der zweite Kopplungsabschnitt offen und vom Lenkeingabeelement entkoppelt sind. Dementsprechend wird ein Risiko des unbeabsichtigten Biegens des Biegeabschnitts in der ersten und/oder in der zweiten Biegeebene weiter minimiert.
• Vorzugsweise sind, wenn sich der Lenkschaltmechanismus im neutralen Zustand befindet, eine Seite des ersten Steuerrads und eine Seite des zweiten Steuerrads im Wesentlichen symmetrisch zueinander angeordnet. Insbesondere sind das erste und das zweite Steuerrad im Wesentlichen identisch. Dadurch wird ein ausgeglichener Betrieb des Lenkmechanismus gewährleistet. Darüber hinaus kann ein Zusammenbau weniger komplex sein und die Herstellungskosten können reduziert werden.
• Vorteilhafterweise kann das erste Steuerrad eine erste radseitige Bremsfläche bilden, die zur Verbindung mit einer ersten griffseitigen Bremsfläche als Teil des ersten Bremsabschnitts angepasst ist. Ferner kann das erste Steuerrad eine erste radseitige Koppelfläche bilden, die angepasst ist, mit einer ersten schaftseitigen Koppelfläche als Teil des ersten Kopplungsabschnitts verbunden zu werden. Die erste radseitige Bremsfläche und die erste radseitige Koppelfläche sind vorzugsweise in einer ersten axialen Richtung ausgerichtet, weiter vorzugsweise in Richtung eines Stützflansches, der nicht drehbar mit dem Steuerschaft verbunden ist und weiter unten näher beschrieben wird. In ähnlicher Weise kann das zweite Steuerrad eine zweite radseitige Bremsfläche bilden, die zur Verbindung mit einer zweiten griffseitigen Bremsfläche als Teil des zweiten Bremsabschnitts angepasst ist. Ferner kann das zweite Steuerrad eine zweite radseitige Koppelfläche bilden, die zur Verbindung mit einer zweiten schaftseitigen Koppelfläche als Teil des zweiten Kopplungsabschnitts angepasst ist. Die zweite radseitige Bremsfläche und die zweite radseitige Koppelfläche können in einer zweiten axialen Richtung, insbesondere entgegengesetzt zur ersten axialen Richtung, ausgerichtet sein. In diesem Fall können der erste Kopplungsabschnitt und der erste Bremsabschnitt (gleichzeitig) über ein einziges Vorspannelement in eine geschlossene Position vorgespannt werden. Zudem ist dieser axial zusammengesetzte Aufbau des Lenkmechanismus einfach und damit kostengünstig zu montieren.
• Die erste griffseitige Bremsfläche und die zweite griffseitige Bremsfläche können entweder direkt am Gehäuse des Endoskopgriffs ausgebildet sein oder an einem Teil, der nicht drehbar mit dem Gehäuse des Endoskopgriffs gekoppelt ist, wie das unten beschriebene Verschiebeelement. Die erste schaftseitige Koppelfläche und die zweite schaftseitige Koppelfläche können entweder einstückig mit dem Steuerschaft ausgebildet sein oder an einem Abschnitt, der nicht drehbar mit dem Steuerschaft gekoppelt ist, wie der nachstehend beschriebene Stützflansch, ausgebildet sein.
• Insbesondere sind das erste Steuerrad und das zweite Steuerrad relativ zum Steuerschaft und zum Gehäuse des Endoskopgriffs axial verschiebbar gelagert. Dabei kann ein Verschiebeelement als Kolbenelement zum Schließen und Öffnen der Kopplungsabschnitte, d.h. zum Gegeneinanderschieben der jeweiligen Kopplungsflächen, verwendet werden. Insbesondere kann das weiter unten beschriebene Verschiebeelement angepasst sein, über die Kopplungsabschnitte eine Drehung des ersten Steuerrads oder des zweiten Steuerrads auszulösen (d. h. die Steuerräder mit dem Steuerschaft zu verbinden). Beim Umschalten zwischen dem ersten Betriebsmodus, dem neutralen Zustand und dem zweiten Betriebsmodus werden die Steuerräder vorzugsweise in axialer Richtung verschoben. Auf diese Weise ist neben dem Verschiebeelement kein weiteres Element zur Betätigung der Kopplungsabschnitte erforderlich. Eine Betätigung der Kopplungsabschnitte und der Bremsabschnitte wird somit effizient und einfach erreicht.
• Vorzugsweise kann der Lenkschaltmechanismus eine manuell bedienbare Schalteingabevorrichtung umfassen, die zum Erhalten einer Eingabe durch einen Benutzer vorgesehen ist, und ein Verschiebeelement, das am Gehäuse verschiebbar gelagert ist, um relativ zum Steuerschaft und/oder relativ zum Gehäuse des Endoskopgriffs zumindest zwischen einer ersten Position, in der der erste Kopplungsabschnitt geschlossen und das Lenkeingabeelement mit dem ersten Steuerrad gekoppelt ist, und einer zweiten Position, in der der zweite Kopplungsabschnitt geschlossen und das Lenkeingabeelement mit dem zweiten Steuerrad gekoppelt ist, axial verschiebbar zu sein. Vorzugsweise ist ein solches Verschiebeelement parallel zu oder entlang einer Achse des Steuerschafts beweglich. Das Verschiebeelement kann sich koaxial mit oder parallel zur Achse des Steuerschafts erstrecken.
• Insbesondere kann einer aus dem ersten Kopplungsabschnitt und dem ersten Bremsabschnitt zwischen dem ersten Steuerrad und einem nicht verschiebbaren Element (z. B. dem Stützflansch), das in Bezug auf das Gehäuse des Endoskopgriffs axial nicht verschiebbar ist, angeordnet sein oder von diesem gebildet werden. Der andere aus dem ersten Kopplungsabschnitt und dem ersten Bremsabschnitt kann zwischen dem ersten Steuerrad und dem Verschiebeelement angeordnet oder von diesen gebildet sein. Besonders bevorzugt kann einer aus dem zweiten Kopplungsabschnitt und dem zweiten Bremsabschnitt zwischen dem zweiten Steuerrad und dem nicht verschiebbaren Element angeordnet sein oder von diesem gebildet werden. Der andere aus dem zweiten Kopplungsabschnitt und dem zweiten Bremsabschnitt kann zwischen dem zweiten Steuerrad und dem Verschiebeelement angeordnet sein oder von diesen gebildet werden. Jedes Steuerrad kann zwischen einem der Kopplungsabschnitte und einem der Bremsabschnitte angeordnet sein und optional einen Teil des jeweiligen Kopplungsabschnitts und/oder Bremsabschnitts bilden. Insbesondere kann jedes Steuerrad relativ zum Gehäuse des Endoskopgriffs verschiebbar sein.
• So kann auf einer Seite des Lenkmechanismus, der eines der Steuerräder (z. B. das erste Steuerrad) umfasst, das Verschiebeelement (z. B. ein Element, das in Bezug auf den Endoskopgriff bzw. dessen Gehäuse nicht drehbar ist) so angepasst sein, dass es über den dazwischen angeordneten Kopplungs- oder Bremsabschnitt (z. B. den ersten Bremsabschnitt) gegen ein entsprechendes der Steuerräder (z. B. das erste Steuerrad) drückt, so dass der Kopplungs- oder Bremsabschnitt geschlossen ist oder bleibt. Ferner kann das Verschiebeelement so angepasst sein, dass es auf das entsprechende Steuerrad drückt, so dass der Kopplungsabschnitt oder Bremsabschnitt (z. B. der erste Kopplungsabschnitt), der zwischen dem Steuerrad und dem nicht verschiebbaren Element (z. B. ein an dem Steuerschaft befestigter Stützflansch) angeordnet ist, geöffnet ist oder bleibt.
• Gleichzeitig kann auf einer anderen Seite des Lenkmechanismus, die das andere der Steuerräder (z. B. das zweite Steuerrad) umfasst, bei einer Verschiebung des Verschiebeelements mindestens einer der Kopplungs- und Bremsabschnitte (z. B. der zweite Bremsabschnitt), der auf einer Seite des entsprechenden Steuerrads angeordnet sind, geöffnet werden. Insbesondere kann auf der anderen Seite des Lenkmechanismus das entsprechende Vorspannelement vorgesehen sein, um das entsprechende Steuerrad so vorzuspannen, dass es sich mit dem Verschiebeelement verschiebt/ diesem folgt. Vorzugsweise folgt das Steuerrad auf der anderen Seite des Lenkmechanismus dem Verschiebeelement, bis es gegen den Kopplungs- oder Bremsabschnitt (z. B. den zweiten Kopplungsabschnitt), der zwischen dem Steuerrad und dem nicht verschiebbaren Element angeordnet ist, gestoppt wird und diesen schließt. Wenn sich das Verschiebeelement dann weiterbewegt, ist der Kopplungsabschnitt oder Bremsabschnitt (z. B. der zweite Bremsabschnitt), der zwischen dem Verschiebeelement und dem entsprechenden Steuerrad angeordnet ist, angepasst, sich zu öffnen.
• Insbesondere kann der erste Bremsabschnitt zwischen dem Verschiebeelement und dem ersten Steuerrad und der zweite Bremsabschnitt zwischen dem Verschiebeelement und dem zweiten Steuerrad ausgebildet sein. Das erste Vorspannelement kann in einem zwischen dem Verschiebeelement und dem ersten Steuerrad gebildeten Raum untergebracht werden, was eine besonders kompakte Anordnung ermöglicht. In ähnlicher Weise kann das zweite Vorspannelement in einem zwischen dem Verschiebeelement und dem zweiten Steuerrad gebildeten Raum untergebracht werden.
• Ein erster Abstand zwischen der ersten radseitigen Koppelfläche und der ersten radseitigen Bremsfläche des ersten Steuerrads ist vorzugsweise kürzer als ein zweiter Abstand zwischen der ersten schaftseitigen Koppelfläche und der ersten griffseitigen Bremsfläche in der Neutralstellung (d.h. wenn die ersten und zweiten schaftseitigen Kopplungsflächen symmetrisch zu den ersten und zweiten griffseitigen Bremsflächen angeordnet sind). Ein dritter Abstand zwischen der zweiten radseitigen Koppelfläche und der zweiten radseitigen Bremsfläche des zweiten Steuerrads ist vorzugsweise kürzer als ein vierter Abstand zwischen der zweiten schaftseitigen Koppelfläche und der zweiten griffseitigen Bremsfläche in der Neutralstellung. Auf diese Weise können in der Neutralstellung nur die Bremsabschnitte geschlossen werden. Somit ist es möglich, die Steuerräder in der automatisch geschlossenen Position vorzuspannen, wenn sich der Lenkschaltmechanismus in der Neutralstellung befindet. Auch dies ermöglicht das oben beschriebene Anhalten der Steuerräder gegen den zwischen den Steuerrädern und dem nicht verschiebbaren Element angeordneten Kopplungs- oder Bremsabschnitt.
• Weiter bevorzugt ist das Verschiebeelement ein Käfig oder ein Gehäuse, das das erste Steuerrad und das zweite Steuerrad aufnimmt. In diesem Fall kann das Verschiebeelement den Steuerschaft und die Steuerräder an seiner Innenseite schützen und abstützen, z.B. einen vormontierbaren Teil bilden. Der Stützflansch kann vorteilhaft in einem zentralen Bereich des Gehäuses des Endoskopgriffs angeordnet sein. So kann das erste Steuerrad zumindest teilweise in einem ersten axialen Raum angeordnet sein, der zwischen dem Verschiebeelement und einem ersten Stützflansch gebildet ist, der mit dem Steuerschaft verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Ferner kann das zweite Steuerrad zumindest teilweise in einem zweiten axialen Raum angeordnet sein, der zwischen dem Verschiebeelement und dem ersten Stützflansch gebildet ist. Insbesondere ist der Stützflansch vorzugsweise axial nicht verschiebbar gegenüber dem Gehäuse des Endoskopgriffs. Auf diese Weise kann der Steuerschaft gegenüber dem Gehäuse des Endoskopgriffs unverschiebbar und drehbar und das Verschiebeelement gegenüber dem Gehäuse des Endoskopgriffs verschiebbar und unverdrehbar sein, so dass eine besonders stabile Lagerung des Steuerschafts und des Verschiebeelements im Gehäuse erreicht werden kann.
• Gemäß einer Ausführungsform kann der Lenkschaltmechanismus über einen am Endoskopgriff, insbesondere koaxial zum Lenkeingabeelement, drehbar gelagerten Hebel betätigt werden, der über eine Übertragungsstruktur, vorzugsweise mit einer Rampenfläche oder einem Gewinde, mit dem Verschiebeelement verbunden ist, um eine Rotationseingabe des Benutzers in eine axiale Verschiebung des Verschiebeelements umzusetzen. Im Allgemeinen kann ein solcher Hebel an einer beliebigen Außenseite des Gehäuses des Endoskopgriffs angeordnet sein. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Hebel koaxial oder neben/ in der Nähe des Lenkeingabeelements angeordnet ist, so dass die Einhandbedienung für den Benutzer einfacher ist. Die Übertragungsstruktur kann dazu dienen, das Verschiebeelement in beide axiale Richtungen zu verschieben. Alternativ kann die Übertragungsstruktur dazu dienen, das Verschiebeelement aus einer Ausgangsposition (z.B. entsprechend dem ersten oder zweiten Betriebsmodus) gegen die Last einer zusätzlichen Feder zu verschieben, wobei die Last dazu angepasst ist, das Verschiebeelement in die Ausgangsposition zurückzubringen.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform wird der Lenkschaltmechanismus über einen Schieber betätigt, der im Gehäuse des Endoskopgriffs verschiebbar gelagert ist und zwei gegenüberliegende Enden aufweist, die aus dem Gehäuse des Endoskopgriffs herausragen, um die Eingabe des Benutzers aufzunehmen. Der Schieber kann mit dem Verschiebeelement verbunden sein, vorzugsweise über Übertragungsstäbe, um eine Schiebe-ZVerschiebebewegung des Schiebers in eine Verschiebebewegung des Verschiebeelements umzuwandeln. Vorzugsweise können die Übertragungsstäbe Teil einer Übertragungsvorrichtung sein, die eine zum Verschieben des Verschiebeelements erforderliche Kraft reduziert. Beispielsweise können die Übertragungsstäbe entsprechend mit Gelenken zwischen Gliedern einer Kette verbunden sein. Die Kette kann zwei Enden haben, die mit dem Verschiebeelement an axial beabstandeten Positionen verbunden sind. Ferner ist die Kette vorzugsweise länger als der Abstand zwischen den axial beabstandeten Positionen, so dass die Glieder der Kette einen Zickzack-Kurs zwischen den axial beabstandeten Positionen einnehmen. So kann ein Druck gegen die Gelenke zwischen den Gliedern zu einer Ausrichtung der benachbarten Glieder führen, wodurch ein entsprechender Abschnitt der Kette verlängert wird, und ein Ziehen an den Gelenken kann zu einem kleineren Winkel zwischen den Gliedern führen, wodurch ein entsprechender Abschnitt der Kette verkürzt wird. Insbesondere gibt es jeweils ein Glied der Kette zwischen dem Übertragungsstab und dem Verschiebeelement und zwei Glieder zwischen den beiden Übertragungsstäben. So kann das Verschieben des Schalteingabeelements dazu führen, dass ein Übertragungsstab in Richtung des Verschiebeelements gedrückt wird, wodurch insbesondere die jeweils benachbarten Glieder ausgerichtet werden, und der andere Übertragungsstab vom Verschiebeelement weggezogen wird, insbesondere ein Winkel zwischen den jeweils benachbarten Gliedern verringert wird. Dadurch wird ein Abschnitt der Kette verlängert und ein anderer Abschnitt der Kette verkürzt, was in eine Verschiebebewegung des Verschiebeelements umgesetzt wird. Alternativ kann der Schieber z. B. direkt mit dem Verschiebeelement verbunden oder befestigt sein oder einen Teil des Verschiebeelements bilden. In diesem Fall würde eine Verschiebung des Schiebers direkt zu einer Verschiebung des Verschiebeelements führen.
• Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Lenkschaltmechanismus über das Lenkeingabeelement betätigt werden, wobei das Lenkeingabeelement relativ zum Gehäuse des Endoskopgriffs axial verschiebbar gelagert und mit dem Verschiebeelement einstückig ausgebildet oder verbunden ist, um eine translatorische Bewegung des Lenkeingabeelements in eine Verschiebebewegung des Verschiebeelements umzuwandeln. Das heißt, das Lenkeingabeelement kann als Schalteingabeelement dienen. Auf diese Weise können die Steuerräder über eine rotatorische Eingabe in das Lenkeingabeelement gesteuert werden und der Lenkschaltmechanismus kann über eine translatorische Eingabe in das Lenkeingabeelement gesteuert werden. Beispielsweise können das Lenkeingabeelement und der Steuerschaft als Verschiebeelement dienen, gegebenenfalls einstückig miteinander ausgebildet sein, und Bremsabschnitte können direkt am Gehäuse des Endoskopgriffs angeordnet oder einstückig mit diesem ausgebildet sein (d.h. ein nicht verschiebbarer Käfig o.ä. ist erforderlich). Alternativ kann das Lenkeingabeelement axial verschiebbar und nicht drehbar an dem Steuerschaft gelagert und nicht verschiebbar und drehbar mit dem Verschiebeelement (z.B. als Käfig oder Gehäuse ausgebildet) verbunden sein. Auf diese Weise kann eine axiale Verschiebung des Lenkeingabeelements auf das Verschiebeelement übertragen werden, ohne dass der Steuerschaft (zumindest Teile davon, die die ersten und zweiten schaftseitigen Kopplungsflächen bilden) bewegt wird.
• Das Endoskop gemäß der Offenbarung kann ein in zwei Richtungen biegbares Endoskop sein, bei dem ein Steuerdraht an jedem der beiden Steuerräder befestigt ist. Alternativ kann das Endoskop ein in vier Richtungen biegbares Endoskop sein, bei dem jedes der Steuerräder mit einem Paar Steuerdrähte verbunden ist, die in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, wenn sie von dem entsprechenden Steuerrad angetrieben werden.
• Weiter alternativ kann das Endoskop ein vierfach biegbares Endoskop mit einer dreidrahtigen Steueranordnung sein, wobei das Endoskop (genau) drei Steuerdrähte haben kann, nämlich den ersten Steuerdraht, den zweiten Steuerdraht und einen dritten Steuerdraht, die jeweils radial von einer Einführstrangachse beabstandet sein können und in Umfangsrichtung des Einführstrangs winklig zueinander beabstandet sein können. Ein proximaler Endabschnitt des ersten Steuerdrahtes kann mit einem ersten Radabschnitt des ersten Steuerrades verbunden sein, um den Biegeabschnitt in einer ersten Biegerichtung zu biegen. Ein proximaler Endabschnitt des zweiten Steuerdrahtes kann mit einem dritten Radabschnitt des zweiten Steuerrads verbunden sein, um den Biegeabschnitt in einer zweiten Biegerichtung zu biegen. Weiter vorzugsweise kann ein proximaler Endabschnitt des dritten Steuerdrahtes mit dem ersten Steuerrad über einen Verbindungsdraht verbunden sein, um den Biegeabschnitt in einer dritten Biegerichtung zu biegen, und kann ferner mit dem zweiten Steuerrad über den Verbindungsdraht verbunden sein, um den Biegeabschnitt in einer vierten Biegerichtung zu biegen. Der Verbindungsdraht kann ein erstes Ende haben, das mit einem zweiten Radabschnitt des ersten Steuerrads verbunden ist, und so beschaffen sein, dass er in einer dem ersten Steuerdraht entgegengesetzten Richtung darauf gewickelt wird. Ein zweites Ende des Verbindungsdrahts kann mit einem vierten Radabschnitt des zweiten Steuerrads verbunden und so beschaffen sein, dass es in einer dem zweiten Steuerdraht entgegengesetzten Richtung darauf aufgewickelt werden kann. Ein Zwischenabschnitt des Verbindungsdrahtes kann durch oder um ein Umleitungsteil, z. B. eine passive Trommel oder ein Gleitelement, geführt (d. h. umgelenkt) werden, das entlang (einer Mittelachse) des Verbindungsdrahtes verschiebbar sein kann.
• Hinsichtlich weiterer Informationen über die oben beschriebene dreidrahtige Steueranordnung mit den drei Drähten, insbesondere einer Anordnung und Dimensionierung/ Radien des ersten Radabschnitts, des zweiten Radabschnitts, des dritten Radabschnitts und des vierten Radabschnitts, wird auf die DE 10 2021 116162.2 verwiesen, die hier durch Bezugnahme aufgenommen wird. Die oben beschriebene dreidrahtige Steueranordnung kann vorteilhaft mit dem Endoskop gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, da der Lenkschaltmechanismus des Endoskops als Brems- oder Sperrmechanismus dienen kann, um eine Drehung des ersten Steuerrads und eine Drehung des zweiten Steuerrads voneinander zu entkoppeln. D.h. eine unerwünschte Wechselwirkung der Steuerung der ersten und dritten Biegerichtungen mit der Steuerung der zweiten und vierten Biegerichtungen aufgrund eines zwischen dem ersten und zweiten Steuerrad über den Verbindungsdraht übertragenen Drehmoments oder einer Kraft wird minimiert oder sogar vermieden. Dementsprechend ist eine eindeutige, genaue Steuerung der dreidrahtigen Steueranordnung möglich. Zusätzlich wird wenig Bauraum im Endoskopgriff bzw. im Einführstrang benötigt und das Gewicht des Endoskops kann reduziert werden.
• Vorzugsweise ist das Endoskop ein Einweg-Endoskop, d. h. das Endoskop ist für den einmaligen Gebrauch optimiert, z. B. indem es vorzugsweise aus einer begrenzten Anzahl von zusammenzubauenden Elementen besteht, da dies die Kosten für den Zusammenbau senkt, der einen relativ großen Anteil an den Gesamtkosten des Endoskops ausmacht. Dies bedeutet auch, dass die Teile des Endoskops vorzugsweise aus einer begrenzten Anzahl von Elementen bestehen, wobei der Schwerpunkt auf einer einfachen Montage liegt, und aus Materialien bestehen, die eine kostengünstige Herstellung der Teile ermöglichen, z. B. durch Kunststoffgießen. Dies steht im Gegensatz zu herkömmlichen wiederverwendbaren Endoskopen, bei denen der Schwerpunkt auf der Bereitstellung von Endoskopen liegt, die den eher aggressiven Reinigungsprozessen und der allgemeinen rauen Handhabung über einen längeren Zeitraum standhalten müssen.
• Ferner kann die Aufgabe durch ein System gelöst werden, das ein Endoskop wie oben beschrieben und einen Monitor umfasst, der an das Endoskop angeschlossen werden kann.
• Figurenliste
• Die folgenden Figuren veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung. Die Offenbarung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen, Kombinationen von Ausführungsformen und Modifikationen können im Rahmen des durch die Ansprüche definierten Schutzumfangs vorgesehen werden.
• 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems mit einem Endoskop und einem Monitor gemäß der vorliegenden Offenbarung.
• 2 zeigt eine Teilquerschnittsansicht des Endoskops gemäß 1.
• 3 zeigt eine Teilschnittansicht eines Lenkmechanismus des Endoskops gemäß 1 und 2 in einem neutralen Zustand.
• 4 zeigt eine Teilschnittansicht eines Lenkmechanismus des Endoskops gemäß 1 und 2 in einem Betriebsmodus.
• 5A. 5B und 5C zeigen Kraftflüsse im Lenkmechanismus des Endoskops gemäß 1 bis 4, jeweils im neutralen Zustand, einem Übergangszustand und einem Betriebszustand, der einem ersten Betriebsmodus entspricht.
• 6A bis 6B zeigen schematisch eine zweite Ausführungsform des Endoskops gemäß der vorliegenden Offenbarung.
• 7 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht eines Einführstrangs eines Endoskops mit einer dreidrahtigen Lenkanordnung gemäß einer Modifikation der ersten oder zweiten Ausführungsform.
• 8 zeigt schematisch ein Funktionsprinzip der dreidrahtigen Lenkanordnung gemäß der in 7 dargestellten Modifikation.
• Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Endoskops 1, bei dem es sich vorzugsweise um ein Einweg-Endoskop handelt. Das Endoskop 1 hat einen proximalen Endoskopgriff 2 und einen Einführstrang 3, der sich distal vom Endoskopgriff 2 erstreckt. Der Einführstrang 3 hat einen Einführschlauch 4, der mit dem Endoskopgriff 2 verbunden ist. Der Einführstrang 3 umfasst ferner einen Biegeabschnitt 5, der mit einem distalen Ende des Einführschlauchs 4 verbunden ist, und eine distale Spitzeneinheit 6, die mit einem distalen Ende des Biegeabschnitts 5 verbunden ist. Der Biegeabschnitt 5 ist so konfiguriert, dass er eine Biege-/Schwenkbewegung in vier verschiedenen Richtungen! in zwei Biegeebenen, vorzugsweise mit orthogonalen Winkeln zwischen umfangsmäßig benachbarten Richtungen, ausführen kann. Dies ermöglicht eine Lenkung des Endoskops 1. In einem neutralen Zustand ist der Biegeabschnitt 5 durch den Lenkmechanismus nicht gebogen, vorzugsweise gerade/ in Flucht mit dem Einführschlauch 4.
• Die Biege-, Schwenk- und Drehbewegung wird durch einen Lenkmechanismus mit einem Lenkeingabeelement 7, insbesondere einem Handrad, gesteuert. Ferner umfasst der Lenkmechanismus ein Schalteingabeelement 8, das in der in 1 gezeigten Ausführungsform beispielhaft als Hebel ausgebildet ist und das geeignet ist, zwischen einem ersten Betriebsmodus zum Biegen des Biegeabschnitts 5 in eine erste Biegeebene und einem zweiten Betriebsmodus zum Biegen des Biegeabschnitts 5 in eine zweite Biegeebene sowie einem neutralen Zustand, in dem das Biegen in beide Richtungen gebremst/verhindert/unmöglich ist, umzuschalten. Das Lenkeingabeelement 7 und das Schalteingabeelement 8 sind an einer Außenseite eines Gehäuses des Endoskopgriffs 2 vorgesehen und sind am Endoskopgriff 2 koaxial zueinander drehbar gelagert. In 1 ist das Umschalteingabeelement 8 in einer dem neutralen Zustand entsprechenden Neutralstellung dargestellt und kann, wie durch Pfeile angedeutet, im oder gegen den Uhrzeigersinn betätigt/ gedreht werden, um vom neutralen Zustand in den ersten Betriebsmodus oder in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln.
• An der distalen Spitzeneinheit 6 sind Bildaufnahmemittel, wie z. B. eine Miniaturvideokamera, und Beleuchtungsmittel, wie z. B. Leuchtdioden oder optische Fasern, die mit einer proximalen Lichtquelle verbunden sind, angeordnet/ installiert, so dass die Körperhöhle des Patienten beleuchtet und inspiziert werden kann. Ein von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenes Bild kann auf einem Monitor M angezeigt werden. Der Monitor M ist separat vom Endoskop 1 vorgesehen und mit diesem verbindbar.
• 2 zeigt eine Teilquerschnittsansicht des Endoskops 1 gemäß 1 zur Veranschaulichung des Lenkmechanismus. Ein Steuerschaft 9 ist im Gehäuse des Endoskopgriffs 2 drehbar gelagert. Ein axiales Ende des Steuerschafts 9 ragt aus dem Gehäuse heraus und ist fest mit dem Lenkeingabeelement 7 verbunden. An dem Steuerschaft 9 ist ferner ein Stützflansch 10, insbesondere in einem mittleren Bereich in axialer Richtung, fest angebracht. Auf einer axialen Seite des Stützflansches 10 ist ein erstes Steuerrad 11a angeordnet, das in Bezug auf den Steuerschaft 9 axial verschiebbar ist und zusammen mit dem Steuerschaft 9 drehbar ist. Ein erster Steuerdraht oder ein Paar erster Steuerdrähte 12a sind um das erste Steuerrad 11a gewickelt und angepasst, eine Drehung des ersten Steuerrads 11a auf den Biegeabschnitt 5 zu übertragen, um den Biegeabschnitt 5 in der ersten Biegeebene zu biegen. Auf einer anderen axialen Seite des Stützflansches 10 ist ein zweites Steuerrad 11b so angeordnet, dass es in Bezug auf den Steuerschaft 9 axial verschiebbar ist und zusammen mit dem Steuerschaft 9 gedreht werden kann. Ein zweiter Steuerdraht oder ein Paar zweiter Steuerdrähte 12b sind um das zweite Steuerrad 11b gewickelt und dazu geeignet, eine Drehung des zweiten Steuerrads 11b auf den Biegeabschnitt 5 zu übertragen, um den Biegeabschnitt 5 in der zweiten Biegeebene zu biegen.
• Der Steuerschaft 9 ist über einen Lenkschaltmechanismus 13, der im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 bis 5C näher erläutert wird, selektiv mit dem ersten Steuerrad 11a und dem zweiten Steuerrad 11b in Eingriff bringbar. Der Lenkschaltmechanismus 13 umfasst ein Verschiebeelement 14, das relativ zu dem Gehäuse des Endoskopgriffs 2 und dem Steuerschaft 2 axial verschiebbar ist. Das Verschiebeelement 14 hat beispielhaft vier Teile, die ein Käfig oder ein Gehäuse bilden, die den Steuerschaft 9 und das erste und zweite Steuerrad 11a, 11b aufnehmen. Insbesondere ist das erste Steuerrad 11a in einem ersten axialen Raum, der zwischen dem Verschiebeelement 14 und dem Stützflansch 10 auf der einen axialen Seite gebildet ist, und das zweite Steuerrad 11b in einem zweiten axialen Raum, der zwischen dem Verschiebeelement 14 und dem Stützflansch 10 auf der anderen axialen Seite gebildet ist, untergebracht.
• An einem axialen Endabschnitt neben dem Steuerknopf 7 bildet das Verschiebeelement 14 eine Übertragungsstruktur 15. Die Übertragungsstruktur 15 ragt radial nach außen aus dem Käfig heraus und bildet eine Rampenfläche, die dem Steuerknopf 7 zugewandt ist und sich sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung erstreckt. Das Schalteingabeelement 8 ist drehbar am Endoskopgriff 2 gelagert, so dass es koaxial zum Steuerknopf 7 drehbar ist. Das Schalteingabeelement 8 ist angepasst, gegen die Rampenfläche der Übertragungsstruktur 15 zu drücken, so dass eine Drehung des Schalteingabeelements 8 in eine Translationsbewegung des Verschiebeelements 14 umgewandelt wird.
• 3 und 4 zeigen eine Teilschnittansicht des Endoskops aus 1 und 2, die den Lenkmechanismus und den Lenkschaltmechanismus im Detail veranschaulicht.
• Wie in 3 zu erkennen ist, umfasst der Lenkschaltmechanismus 13 einen ersten Kopplungsabschnitt 16a mit einer ersten Kraftschlussanordnung 17a, hier einem ersten Stapel von Reibscheiben, der zwischen dem ersten Steuerrad 11a und dem Stützflansch 10 angeordnet ist. Die Reibscheiben der ersten Kraftschlussanordnung 17a sind abwechselnd am Stützflansch 10 oder am ersten Steuerrad 11a drehfest gelagert. In axialer Richtung ist die erste Kraftschlussanordnung 17a zwischen einer am Stützflansch 10 ausgebildeten ersten schaftseitigen Koppelfläche 18a und einer am ersten Steuerrad 11a ausgebildeten ersten radseitigen Koppelfläche 19a angeordnet. Ferner umfasst der Lenkschaltmechanismus 13 einen zweiten Kopplungsabschnitt 16b mit einer zweiten Kraftschlussanordnung 17b, in dieser Ausführungsform einem zweiten Stapel Reibscheiben, der zwischen dem zweiten Steuerrad 11b und dem Stützflansch 10 angeordnet ist. Die Reibscheiben der zweiten Kraftschlussanordnung 17b sind abwechselnd am Stützflansch 10 oder am zweiten Steuerrad 11b drehfest gelagert. In axialer Richtung ist die zweite Kraftschlussanordnung 17b zwischen einer am Stützflansch 10 ausgebildeten zweiten schaftseitigen Koppelfläche 18b und einer am zweiten Steuerrad 11b ausgebildeten zweiten radseitigen Koppelfläche 19b angeordnet.
• Darüber hinaus umfasst der Lenkschaltmechanismus 13 einen ersten Bremsabschnitt 20a mit einer dritten Kraftschlussanordnung 21a, hier einem dritten Stapel von Reibscheiben, der zwischen dem ersten Steuerrad 11a und dem Verschiebeelement 14 angeordnet ist. Die Reibscheiben der dritten Kraftschlussanordnung 21a sind abwechselnd drehfest an dem Verschiebeelement 14 oder an dem ersten Steuerrad 11a gelagert. In axialer Richtung ist die dritte Kraftschlussanordnung 21a zwischen einer ersten am Verschiebeelement 14 ausgebildeten griffseitigen Bremsfläche 22a und einer ersten am ersten Steuerrad 11a ausgebildeten radseitigen Bremsfläche 23a angeordnet. Ferner umfasst der Lenkschaltmechanismus 13 einen zweiten Bremsabschnitt 20b mit einer vierten Kraftschlussanordnung 21b, in dieser Ausführungsform einem vierten Stapel von Reibscheiben, der zwischen dem zweiten Steuerrad 11b und dem Verschiebeelement 14 angeordnet ist. Die Reibscheiben der vierten Kraftschlussanordnung 21b sind abwechselnd drehfest an dem Verschiebeelement 14 oder an dem zweiten Steuerrad 11b gelagert. In axialer Richtung ist die vierte Kraftschlussanordnung 21b zwischen einer zweiten am Verschiebeelement 14 ausgebildeten griffseitigen Bremsfläche 22b und einer zweiten am zweiten Steuerrad 11b ausgebildeten radseitigen Bremsfläche 23b angeordnet.
• Die ersten und zweiten radseitigen Kopplungsflächen 19a, 19b und die ersten und zweiten radseitigen Bremsflächen 23a, 23b weisen jeweils in Richtung des Stützflansches 10. Die ersten und zweiten schaftseitigen Kopplungsflächen 18a, 18b und die ersten und zweiten griffseitigen Bremsflächen 22a, 22b weisen entsprechend in eine entgegengesetzte Richtung. Eine erste Druckfeder als erstes Vorspannelement 24a ist zwischen dem ersten Steuerrad 11a und dem Verschiebeelement 14 angeordnet. Eine zweite Druckfeder als zweites Vorspannelement 24b ist zwischen dem zweiten Steuerrad 11b und dem Verschiebeelement 14 angeordnet. Das erste und das zweite Vorspannelement 24a, 24b spannen somit das erste und das zweite Steuerrad 11a, 11b in Richtung des Stützflansches 10, d.h. sie spannen die ersten und zweiten Kopplungsabschnitte 16a, 16b und die ersten und zweiten Bremsabschnitte 20a, 20b in einen geschlossenen Zustand.
• Im Folgenden wird ein Vorgang des Lenkschaltmechanismus, d.h. ein Umschalten von einem neutralen Zustand (3) in einen ersten Betriebszustand, der dem ersten Betriebsmodus (4) entspricht, unter Bezugnahme auf die 3 bis 5C beschrieben. Dabei ist zu beachten, dass eine Umschaltung vom neutralen Zustand in einen zweiten Betriebszustand/ zweiten Betriebsmodus im Wesentlichen symmetrisch dazu erfolgt (d.h. im Beschreibungstext sind die Bezugszeichenabschnitte „a“ und „b“ im Wesentlichen austauschbar).
• In dem in 3 dargestellten neutralen Zustand ist das Verschiebeelement 14 so angeordnet, dass der Stützflansch 10 mittig im Verschiebeelement 14 angeordnet ist und die ersten und zweiten Steuerräder 11a, 11b symmetrisch zum Stützflansch 10 angeordnet sind. Ein erster Abstand zwischen der ersten radseitigen Koppelfläche 19a und der ersten radseitigen Bremsfläche 23a des ersten Steuerrades 11a ist kürzer als ein zweiter Abstand zwischen der ersten schaftseitigen Koppelfläche 18a und der ersten griffseitigen Bremsfläche 22a. Ein dritter Abstand zwischen der zweiten radseitigen Koppelfläche 19b und der zweiten radseitigen Bremsfläche 23b des zweiten Steuerrads 11b ist kürzer als ein vierter Abstand zwischen der zweiten schaftseitigen Koppelfläche 18b und der zweiten griffseitigen Bremsfläche 22b. Somit sind die ersten und zweiten Steuerräder 11a, 11b so dimensioniert, dass im neutralen Zustand die ersten und zweiten Bremsabschnitte 20a, 20b durch die ersten und zweiten Vorspannelemente 24a, 24b geschlossen sind (d.h. die dritte und vierte Kraftschlussanordnungen 21a, 21b sind zusammengeschoben). Dementsprechend werden das erste und das zweite Steuerrad 11a, 11b über das Verschiebeelement 14 und die ersten und zweiten Bremsabschnitte 20a, 20b relativ zum Gehäuse des Endoskopgriffs 2 drehfest gehalten.
• Da die ersten und zweiten Bremsabschnitte 20a, 20b aufgrund der ersten und zweiten Vorspannelemente 24a, 24b einen Anschlag gegen eine weitere Bewegung der ersten und zweiten Steuerräder 11a, 11b bilden, sind die ersten und zweiten Kopplungsabschnitte 16a, 16b offen (d.h. die erste und zweite Kraftschlussanordnung 17a, 17b sind nicht zusammengepresst! haben Spiel/ bilden mindestens ein axiales Spiel). Das heißt, es wird keine Kraft vom Steuereingaberad 7 über den Steuerschaft 9 und den Stützflansch 10 auf das erste und zweite Steuerrad 11a, 11b übertragen. Dementsprechend drehen sich im neutralen Zustand die ersten und zweiten Steuerräder 11a, 11b nicht, die ersten und zweiten Steuerdrahtl-drähte 12a, 12b werden nicht betätigt und der Biegeabschnitt 5 wird nicht betätigt.
• Wird das Schalteingabeelement 8 von einem Benutzer aus dem neutralen Zustand heraus in eine Richtung, z.B. in der Draufsicht im Uhrzeigersinn, betätigt, wirkt das Schalteingabeelement 8 auf die Rampenfläche der Übertragungsstruktur 15, so dass das Verschiebeelement 14 in eine axiale Richtung, in diesem Beispiel in eine Richtung weg vom Steuerrad 7, geschoben wird. So wird über den geschlossenen zweiten Bremsabschnitt 20b das zweite Steuerrad 11b durch das Verschiebeelement 14 geschoben und der zweite Bremsabschnitt 20b bleibt geschlossen. Der zweite Kopplungsabschnitt 16b öffnet sich weiter. Somit ist das zweite Steuerrad 11b weiterhin über den Steuerschaft 9 gebremst und unbetätigt. Dementsprechend wird/ werden die zweiten Steuerdrahtl-drähte 12b nicht betätigt und es ist kein Biegen des Biegeabschnitts 5 in die zweite Biegeebene möglich.
• Gleichzeitig wird das erste Steuerrad 11a durch das Verschiebeelement 14 über das erste Vorspannelement 24a in Richtung des Stützflansches 10 gedrückt. Das erste Vorspannelement 24a wird zusammengedrückt. Sobald die erste radseitige Koppelfläche 19a und die erste schaftseitige Koppelfläche 18a beginnen, die erste Kraftschlussanordnung 17a des ersten Kopplungsabschnitts 16a zu komprimieren, beginnt sich die dritte Kraftschlussanordnung 21a des ersten Bremsabschnitts 20a zu lösen. Dies entspricht einem Übergangszustand des Lenkmechanismus und des Lenkschaltmechanismus 13.
• Wenn das Schalteingabeelement 8 vom Benutzer weiter in die eine Richtung betätigt wird, wird die erste Kraftschlussanordnung 17a weiter zusammengedrückt. Gleichzeitig bewegen sich die erste radseitige Bremsfläche 23a und die erste griffseitige Bremsfläche 22a weiter auseinander, wodurch sich ihre Verbindung löst und der erste Bremsabschnitt 20a geöffnet wird, wie in 4 dargestellt. Dadurch wird das erste Steuerrad 11a drehend vom Gehäuse des Endoskopgriffs 2 getrennt und mit dem Steuerschaft 9 und dem Lenkeingabeelement 7 verbunden. Dementsprechend kann nun eine Benutzereingabe am Lenkeingabeelement 7 über den ersten Kopplungsabschnitt 16a, das erste Steuerrad 11a und die erste Steuerdrahtl-drähte 12a an den Biegeabschnitt 5 übertragen werden, um den Biegeabschnitt 5 in die erste Biegeebene zu biegen. Dies entspricht dem ersten Betriebsmodus.
• Wird das Umschalteingabeelement 8 in der anderen Richtung, z.B. in der Draufsicht gegen den Uhrzeigersinn, ausgehend vom ersten Betriebsmodus betätigt, wird das Verschiebeelement 13 in Richtung des Lenkeingabeelements 7 bewegt. Dabei wird die dritte Kraftschlussanordnung 21a zusammengedrückt und die erste Kraftschlussanordnung 17a gelockert, wodurch der erste Bremsabschnitt 20a geschlossen und der erste Kopplungsabschnitt 16a geöffnet wird. Dadurch wird das erste Steuerrad 11a drehbar mit dem Gehäuse des Endoskopgriffs 2 verbunden und von dem Steuerschaft 9 und dem Lenkeingabeelement 7 getrennt. Gleichzeitig wird das zweite Steuerrad 11b durch das Verschiebeelement 14 über das zweite Vorspannelement 24b in Richtung des Stützflansches 10 geschoben, d.h. es folgt dem Verschiebeelement 14 und hält den zweiten Bremsabschnitt 20b geschlossen. Damit wird der oben beschriebene neutrale Zustand gemäß 3 erreicht, in dem die ersten und zweiten Kopplungsabschnitte 16a, 16b geöffnet und die ersten und zweiten Bremsabschnitte 20a, 20b geschlossen sind, so dass beide Steuerräder 11a, 11b gebremst werden.
• Wird das Schalteingabeelement 8 ausgehend von dem in 3 gezeigten neutralen Zustand in die andere Richtung, z.B. in der Draufsicht gegen den Uhrzeigersinn, weiter betätigt, so wirkt das Schalteingabeelement 8 auf die Rampenfläche der Übertragungsstruktur 15, so dass das Verschiebeelement 14 (über die Übertragungsstruktur 15 oder über eine zusätzliche, in dieser Ansicht nicht gezeigte Feder) in eine andere axiale Richtung, in diesem Beispiel in Richtung des Steuerrads 7, geschoben wird. So wird über den geschlossenen ersten Bremsabschnitt 20a das erste Steuerrad 11a durch das Verschiebeelement 14 geschoben und der erste Bremsabschnitt 20a bleibt geschlossen. Der erste Kopplungsabschnitt 16a öffnet sich weiter. Somit ist das erste Steuerrad 11a weiterhin über den Steuerschaft 9 gebremst und unbetätigt. Dementsprechend wird/ werden die ersten Steuerdrahtl-drähte 12a nicht betätigt und es ist kein Biegen des Biegeabschnitts 5 in die erste Biegeebene möglich.
• Gleichzeitig wird das zweite Steuerrad 11b durch das Verschiebeelement 14 über das zweite Vorspannelement 24b in Richtung des Stützflansches 10 gedrückt. Das zweite Vorspannelement 24b wird zusammengedrückt. Sobald die zweite radseitige Koppelfläche 19b und die zweite schaftseitige Koppelfläche 18b die zweite Kraftschlussanordnung 17b des zweiten Kopplungsabschnitts 16b zu komprimieren beginnen, beginnt sich die dritte Kraftschlussanordnung 21b des zweiten Bremsabschnitts 20b zu lösen. Dies entspricht einem Übergangszustand des Lenkmechanismus und des Lenkschaltmechanismus 13.
• Wird das Schalteingabeelement 8 vom Benutzer weiter in die andere Richtung (d.h. in der Draufsicht gegen den Uhrzeigersinn) betätigt, wird die zweite Kraftschlussanordnung 17b weiter zusammengedrückt. Gleichzeitig bewegen sich die zweite radseitige Bremsfläche 23b und die zweite griffseitige Bremsfläche 22b weiter auseinander, wodurch sich ihre Verbindung löst und der zweite Bremsabschnitt 20b geöffnet wird. Dadurch wird das zweite Steuerrad 11b drehend vom Gehäuse des Endoskopgriffs 2 getrennt und mit dem Steuerschaft 9 und dem Lenkeingabeelement 7 verbunden. Dementsprechend kann nun eine Benutzereingabe am Lenkeingabeelement 7 über den zweiten Kopplungsabschnitt 16b, das zweite Steuerrad 11b und die zweiten Steuerdraht/-drähte 12b an den Biegeabschnitt 5 übertragen werden, um den Biegeabschnitt 5 in die zweite Biegeebene zu biegen.
• Die 5A, 5B und 5C zeigen jeweils Kraftflüsse im Lenkmechanismus der 1 bis 4, wobei 5A einen Bremskraftfluss Fb, 5B den Bremskraftfluss Fb und einen Betätigungskraftfluss Fo im Übergangszustand und 5C den Betätigungskraftfluss Fo in einem ersten Betriebszustand entsprechend dem ersten Betriebsmodus zeigt. Exemplarisch ist nur die eine Seite des Lenkmechanismus dargestellt.
• Im Einzelnen ist in dem in 5A gezeigten neutralen Zustand in der ersten Kraftschlussanordnung 17a des ersten Kopplungsabschnitts 16a ein axiales Spiel vorhanden und es wird keine Kraft zwischen dem Steuerschaft 9 und dem ersten Steuerrad 11a übertragen. Ferner verläuft ein Bremskraftfluss Fb (gestrichelte Linie in den 5A und 5B) vom Verschiebeelement 14 durch die dritte Kraftschlussanordnung 21a zum ersten Steuerrad 11a. Von dort verläuft der Bremskraftfluss Fb weiter durch das zweite Vorspannelement 24b zurück in das Verschiebeelement 14, wodurch ein entsprechender Kraftflusskreis geschlossen wird. Obwohl nur die eine Seite des Lenkmechanismus dargestellt ist, befindet sich die andere Seite einschließlich des zweiten Steuerrads 11b in einem ähnlichen Zustand.
• 5B zeigt die Kraftflüsse im Lenkmechanismus von 3 im Übergangszustand. Durch die dritte Kraftschlussanordnung 21a verläuft ein Bremskraftfluss Fb, wie er unter Bezugnahme auf 5A beschrieben ist. Ferner verläuft ein Betätigungskraftfluss Fo (durchgehende Linie in 5B und 5C) vom Lenkeingabeelement 7 durch den Steuerschaft 9, den Stützflansch 10 und die erste Kraftschlussanordnung 17a zum ersten Steuerrad 11a. Von dort verläuft der Betätigungskraftfluss Fo weiter durch das erste Vorspannelement 24a, das Verschiebeelement 14, die Übertragungsstruktur 15, das Schalteingabeelement 8, einen Gehäuseabschnitt des Endoskopgriffs 2, in dem das Schalteingabeelement 8 untergebracht ist, und zurück in das Lenkeingabeelement 7, wodurch ein entsprechender Kraftflusskreis geschlossen wird. Obwohl nur die eine Seite des Lenkmechanismus dargestellt ist, ist der Kraftfluss auf der anderen Seite einschließlich des zweiten Steuerrads 11b ähnlich wie in 5A.
• In dem in 5C gezeigten ersten Betriebszustand besteht ein axiales Spiel in der dritten Kraftschlussanordnung 21a des ersten Bremsabschnitts 20a und es wird keine Kraft zwischen dem Verschiebeelement 14 und dem ersten Steuerrad 11a übertragen. Ferner kreist der Betätigungskraftfluss Fo (durchgehende Linie in 5A und 5B), wie unter Bezugnahme auf 5B beschrieben, zwischen dem Lenkeingabeelement 7 und dem zweiten Steuerrad 11b. Obwohl nur die eine Seite des Lenkmechanismus dargestellt ist, ist der Kraftfluss auf der anderen Seite einschließlich des zweiten Steuerrads 11b ähnlich wie in 5A.
• In den 6A bis 6C ist eine zweite Ausführungsform des Endoskops 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung schematisch dargestellt. Darin zeigt 6B den Lenkmechanismus im neutralen Zustand, während 6C den Lenkmechanismus in einem ersten Betriebszustand und 6A den Lenkmechanismus in einem zweiten Betriebszustand zeigt. Das Endoskop 1 entspricht im Wesentlichen dem in den 1 bis 5C beschriebenen Endoskop, mit Ausnahme der folgenden Unterschiede, die sich insbesondere auf das Schalteingabeelement beziehen.
• Das Schalteingabeelement 8, z.B. in Form eines Stifts, erstreckt sich durch den Endoskopgriff 2 und ragt an beiden axialen Enden aus dem Gehäuse des Endoskopgriffs 2 heraus, wobei es zwei Drucktasten zur Aufnahme einer Eingabe durch den Benutzer bildet. In einem mittleren Bereich bildet das Schalteingabeelement 8 ein Gelenk, das das Schalteingabeelement 8 mit einem Ende von zwei zueinander abgewinkelten Übertragungsstäben 25 verbindet. An ihren jeweiligen anderen Enden ist jeder der Übertragungsstäbe 25 außerdem mit einer Kette 26 verbunden. Diese Kette 26 umfasst zwei Endverbindungselemente und zwei Mittelverbindungselemente, die anschließend über ein erstes Kettengelenk, ein zweites Kettengelenk und ein drittes Kettengelenk miteinander verbunden werden. Eines der beiden Endverbindungselemente der Kette 26 verbindet das Verschiebeelement 14 an einer ersten Verbindungsposition mit dem anderen Ende eines der Übertragungsstäbe 25. Ein weiteres Endverbindungselement der Kette 26 verbindet das Verschiebeelement 14 an einer zweiten Verbindungsposition mit dem anderen Ende des anderen der Übertragungsstäbe 25. Die erste Verbindungsposition und die zweite Verbindungsposition sind axial voneinander beabstandet. Der eine der Übertragungsstäbe 26 ist gelenkig mit dem ersten Kettengelenk verbunden und der andere der Übertragungsstäbe 26 ist gelenkig mit dem dritten Kettengelenk verbunden.
• In dem in 6B gezeigten neutralen Zustand bilden die Verbindungselemente der Kette 26 eine zickzack- oder M-förmige Form. Insbesondere sind die Übertragungsstäbe 25 und die Verbindungselemente der Kette 26 symmetrisch in Bezug auf eine Querschnittsebene des Lenkmechanismus und des Lenkschaltmechanismus 13. Wenn das Schalteingabeelement 8 zur einen Seite geschoben wird, wie in 6A gezeigt (oder zur anderen Seite, wie in 6C gezeigt), schiebt der eine der Übertragungsstäbe 25 das erste Kettengelenk (oder das dritte Kettengelenk, siehe 6C) in Richtung des Verschiebeelements 14, wobei vorzugsweise die jeweils benachbarten Verbindungselemente zueinander ausgerichtet werden. Der andere der Übertragungsstäbe 25 zieht das dritte Kettengelenk (bzw. das erste Kettengelenk, siehe 6C) vom Verschiebeelement 14 weg. Dadurch wird das Verschiebeelement 14 in die gleiche Richtung wie das Schalteingabeelement 8 geschoben. Dann wirkt das Verschiebeelement 14 auf die anderen Komponenten des Lenkmechanismus gemäß der in den 1 bis 5C dargestellten ersten Ausführungsform.
• Die 7 und 8 zeigen eine bevorzugte Modifikation der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform mit einer dreidrahtigen Lenkanordnung. 7 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des Einführstrangs 3 (z.B. eines Biegeabschnitts 5). Darin sind der erste Steuerdraht 12a, der zweite Steuerdraht 12b und ein dritter Steuerdraht 12c in gleichem Abstand zu einer Mittelachse X des Einführstrangs 3 angeordnet und in dessen Umfangsrichtung verteilt. 8 zeigt eine Vorrichtung , die den ersten, zweiten und dritten Steuerdraht 12a, 12b, 12c mit dem ersten und zweiten Steuerrad 11a, 11b verbindet, die über den Lenkschaltmechanismus 13 gemäß 1 bis 6C selektiv mit dem Steuerschaft 9 in Eingriff bringbar sind. In 8 sind zur besseren Veranschaulichung das erste und zweite Steuerrad 11a, 11b, die koaxial zum Steuerschaft 9 angeordnet sind, nebeneinander dargestellt. Das erste Steuerrad 11a hat einen ersten Radabschnitt 27a, der mit dem ersten Steuerdraht 12a verbunden ist, und einen zweiten Radabschnitt 28a, der mit einem Ende eines Verbindungsdrahtes 29 verbunden ist. Das zweite Steuerrad 11b hat einen dritten Radabschnitt 27b, der mit dem zweiten Steuerdraht 12b verbunden ist, und einen vierten Radabschnitt 28b, der mit einem anderen Ende des Verbindungsdrahtes 29 verbunden ist. Der Verbindungsdraht 29 erstreckt sich distal vom zweiten Radabschnitt 28a, wird um ein als Umleitungsteil 30 dienendes passives Rad oder eine Trommel geführt und erstreckt sich dann proximal zum zweiten Steuerrad 11b. Der Umleitungsteil 30 ist mit einem proximalen Endabschnitt des dritten Steuerdrahtes 12b verbunden.
• Durch selektives Drehen eines der ersten und zweiten Steuerräder 11a, 11b, während das andere der ersten und zweiten Steuerräder 11a, 11b über den Lenkschaltmechanismus 13 gebremst wird, wird der Biegeabschnitt 5 gebogen. Die Drehrichtungen R1, R2, R3 und R4, die den vier in 7 dargestellten Biegerichtungen d1, d2, d3 und d4 entsprechen, sind in 8 durch entsprechende Pfeile gekennzeichnet. Wenn nur das erste Steuerrad 11a gemäß dem Pfeil R1 (bzw. R2) gedreht wird, wird der erste Steuerdraht 12a auf den ersten Radabschnitt 27a aufgewickelt (bzw. von diesem abgewickelt) und der Verbindungsdraht 29 wird vom zweiten Radabschnitt 28a abgewickelt (bzw. von diesem aufgewickelt), so dass der Biegeabschnitt 5 in der ersten (bzw. dritten) Biegerichtung d1 (d3), d. h. in einer der Biegeebenen, gebogen wird. Wenn nur das zweite Steuerrad 11b gemäß Pfeil R2 (bzw. R4) gedreht wird, wird der zweite Steuerdraht 12b auf den zweiten Radabschnitt 27b aufgewickelt (bzw. von diesem abgewickelt) und der Verbindungsdraht 29 wird vom vierten Radabschnitt 28b abgewickelt (bzw. von diesem aufgewickelt), so dass der Biegeabschnitt 5 in der zweiten (bzw. vierten) Biegerichtung d2 (d4), d.h. in der anderen der Biegeebenen, gebogen wird.
• Bezugszeichenliste

1

Endoskop

2

Endoskopgriff

3

Einführstrang

4

Einführschlauch

5

Biegeabschnitt

6

Distale Spitzeneinheit

7

Lenkeingabeelementl Handrad

8

Schalteingabeelement/ Hebel

9

Steuerschaft

10

Stützflansch

11a, 11b

Erste und zweite Steuerräder

12a, 12b, 12c

Erste, zweite und dritte Steuerdrähte

13

Lenkschaltmechanismus

14

Verschiebeelement/ Käfigl Gehäuse

15

Übertragungsstruktur/ Rampenfläche

16a, 16b

Erste und zweite Kopplungsabschnitte

17a, 17b

Erste und zweite Kraftschlussanordnung (Stapel von Reibscheiben)

18a, 18b

Erste und zweite schaftseitige Kopplungsflächen

19a, 19b

Erste und zweite radseitige Kopplungsflächen

20a, 20b

Erste und zweite Bremsabschnitte

21a, 21b

Dritte und vierte Kraftschlussanordnung (Stapel von Reibscheiben)

22a, 22b

Erste und zweite griffseitige Bremsflächen

23a, 23b

Erste und zweite radseitige Bremsflächen

24a, 24b

Erste und zweite Vorspannelemente/ erste und zweite Federn

25

Übertragungsstäbe

26

Kette

27a

Erster Radabschnitt

27b

Dritter Radabschnitt

28a

Zweiter Radabschnitt

28b

Vierter Radabschnitt

29

Verbindungsdraht

30

Umleitungsteil

M

Monitor

Fb

Bremskraftfluss

Fo

Betätigungskraftfluss

d1-d4

Erste bis vierte Biegerichtungen

R1-R4

Drehrichtungen

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 5738631 A [0007]
• US 4461282 A [0008]
• US 4932394 A [0009]
• US 2001/0034472 A1 [0010]
• EP 2220991 B1 [0011]
• EP 2288284 B1 [0012]
• US 2020/0405126 A1 [0012]
• US 8591405 B2 [0013]
• DE 102021116162 [0046]

Claims (15)

1. Endoskop (1) mit: einem proximalen Endoskopgriff (2); einem Einführstrang (3), der sich vom Endoskopgriff (2) aus erstreckt und zum Einführen in eine Körperhöhle eines Patienten ausgebildet ist, wobei der Einführstrang (3) einen Einführschlauch (4), einen Biegeabschnitt (5) und eine distale Spitzeneinheit (6) aufweist; und einem Lenkmechanismus, der so ausgebildet ist, dass er die distale Spitzeneinheit (6) durch Biegen des Biegeabschnitts (5) in einer ersten Biegeebene und in einer zweiten Biegeebene schwenkt, wobei der Lenkmechanismus Folgendes umfasst: ein manuell betätigbares Lenkeingabeelement (7), das zum Erhalten einer Rotationseingabe durch einen Benutzer vorgesehen ist; und einen Lenkschaltmechanismus (13), der so ausgebildet ist, dass er einen Kopplungszustand des Lenkeingabeelements (7) zwischen mindestens einem ersten Betriebsmodus, in dem der Lenkmechanismus so ausgebildet ist, dass er den Biegeabschnitt (5) in der ersten Biegeebene über das Lenkeingabeelement (7) biegt, und einem zweiten Betriebsmodus, in dem der Lenkmechanismus so ausgebildet ist, dass er den Biegeabschnitt (5) in der zweiten Biegeebene über das Lenkeingabeelement (7) biegt, umschaltet.
2. Endoskop (1) nach Anspruch 1, wobei der Lenkmechanismus ferner Folgendes umfasst ein erstes Steuerrad (11a), das mit einem ersten Lenkdraht (12a) verbunden ist, der sich durch den Einführstrang (3) erstreckt und zur Steuerung einer Biegebewegung des Biegeabschnitts (5) in der ersten Biegeebene vorgesehen ist, und ein zweites Steuerrad (11b), das mit einem zweiten Lenkdraht (12b) verbunden ist, der sich durch den Einführstrang (3) erstreckt und zur Steuerung einer Biegebewegung des Biegeabschnitts (5) in der zweiten Biegeebene vorgesehen ist, und wobei der Lenkschaltmechanismus (13) Folgendes umfasst einen ersten Kopplungsabschnitt (16a), der zwischen dem Lenkeingabeelement (7) und dem ersten Steuerrad (11a) ausgebildet ist und zum Koppeln des Lenkeingabeelements (7) mit dem ersten Steuerrad (11a) angepasst ist, und einen zweiten Kopplungsabschnitt (16b), der zwischen dem Lenkeingabeelement (7) und dem zweiten Steuerrad (11b) ausgebildet ist und zum Koppeln des Lenkeingabeelements (7) mit dem zweiten Steuerrad (11b) angepasst ist; und wobei das manuell bedienbare Lenkeingabeelement (7) mit einem Steuerschaft (9) verbunden ist, der drehbar am Endoskopgriff (2) gelagert ist.
3. Endoskop (1) nach Anspruch 2, wobei der Lenkschaltmechanismus (13) ferner einen ersten Bremsabschnitt (20a), der angepasst ist, ein Gehäuse des Endoskopgriffs (2) mit dem ersten Steuerrad (11a) zu verbinden, um das erste Steuerrad (11a) zu bremsen, und einen zweiten Bremsabschnitt (20b), der angepasst ist, das Gehäuse des Endoskopgriffs (2) mit dem zweiten Steuerrad (11b) zu verbinden, um das zweite Steuerrad (11b) zu bremsen, aufweist.
4. Endoskop (1) nach Anspruch 3, wobei der Lenkschaltmechanismus (13) ferner ein erstes Vorspannelement (24a) umfasst, das das erste Steuerrad (11a) zum Gehäuse des Endoskopgriffs (2) vorspannt, so dass zumindest der erste Bremsabschnitt (20a) zum Schließen vorgespannt ist.
5. Endoskop (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Lenkschaltmechanismus (13) ferner dazu angepasst ist, einen Kopplungszustand des Lenkeingabeelements (7) in einen neutralen Zustand zu schalten, in dem der erste Bremsabschnitt (20a) und der zweite Bremsabschnitt (20b) geschlossen sind, um das erste Steuerrad (11a) und das zweite Steuerrad (11b) zu bremsen, und bei dem der erste Kopplungsabschnitt (16a) und der zweite Kopplungsabschnitt (16b) geöffnet und vom Steuerelement (7) abgekoppelt sind.
6. Endoskop (1) nach Anspruch 5, wobei, wenn sich der Lenkschaltmechanismus (13) im neutralen Zustand befindet, eine Seite des ersten Steuerrades (11a) und eine Seite des zweiten Steuerrades (11b) im Wesentlichen symmetrisch zueinander angeordnet sind.
7. Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das erste Steuerrad (11a) eine erste radseitige Bremsfläche (20a)t, die zur Verbindung mit einer ersten griffseitigen Bremsfläche (19a) als Teil des ersten Bremsabschnitts (20a) angepasst ist, und eine erste radseitige Koppelfläche (17a), die zur Verbindung mit einer ersten schaftseitigen Koppelfläche (18a) als Teil des ersten Kopplungsabschnitts (16a) angepasst ist, bildet, wobei die erste radseitige Bremsfläche (20a) und die erste radseitige Koppelfläche (17a) in einer ersten axialen Richtung ausgerichtet sind.
8. Endoskop (1) nach Anspruch 7, wobei ein erster Abstand zwischen der ersten radseitigen Koppelfläche (17a) und der ersten radseitigen Bremsfläche (20a) des ersten Steuerrades (11a) kürzer ist als ein zweiter Abstand zwischen der ersten schaftseitigen Koppelfläche (18a) und der ersten griffseitigen Bremsfläche (19a) im neutralen Zustand.
9. Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das erste Steuerrad (11a) und das zweite Steuerrad (11b) relativ zum Steuerschaft (9) und zum Endoskopgriff (2) axial translatorisch verschiebbar sind.
10. Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der Lenkschaltmechanismus (13) Folgendes umfasst eine manuell bedienbare Schalteingabevorrichtung (8), die zur Aufnahme einer Eingabe durch einen Benutzer vorgesehen ist, und ein Verschiebeelement (14), das verschiebbar am Endoskopgriff (2) gelagert ist, um relativ zum Steuerschaft (9) zwischen einer ersten Position, in der der erste Kopplungsabschnitt (16a) geschlossen ist und das Lenkeingabeelement (7) mit dem ersten Steuerrad (11a) koppelt, und einer zweiten Position, in der der zweite Kopplungsabschnitt (16b) geschlossen ist und das Lenkeingabeelement (7) mit dem zweiten Steuerrad (11b) koppelt, axial verschiebbar zu sein.
11. Endoskop (1) nach Anspruch 10, wobei das Verschiebeelement (14) ein Käfig oder ein Gehäuse ist, das das erste Steuerrad (11a) und das zweite Steuerrad (11b) aufnimmt.
12. Endoskop (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Lenkschaltmechanismus (13) über einen am Endoskopgriff (2), insbesondere koaxial zum Lenkeingabeelement (7), drehbar gelagerten Hebel betätigt wird, der über eine vorzugsweise eine Rampenfläche aufweisende Übertragungsstruktur mit dem Verschiebeelement (14) verbunden ist, um eine Rotationseingabe des Benutzers in eine axiale Verschiebung des Verschiebeelements (14) umzusetzen.
13. Endoskop (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Lenkschaltmechanismus (13) über einen im Endoskopgriff (2) verschiebbar gelagerten Schieber betätigt wird, der zwei gegenüberliegende, aus dem Endoskopgriff (2) herausragende Enden zum Erhalten der Benutzereingabe aufweist, wobei der Schieber mit dem Verschiebeelement (14), vorzugsweise über Übertragungsstäbe (23), verbunden ist, um eine Schiebebewegung des Schiebers in eine Verschiebebewegung des Verschiebeelements (14) umzusetzen.
14. Endoskop (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Lenkschaltmechanismus (13) über das Lenkeingabeelement (7) betätigt wird, wobei das Lenkeingabeelement (7) relativ zum Endoskopgriff (2) axial verschiebbar gelagert ist und mit dem Verschiebeelement (14) einstückig ausgebildet oder verbunden ist, um eine Translationsbewegung des Lenkeingabeelements (7) in eine Verschiebebewegung des Verschiebeelements (14) umzusetzen.
15. System mit einem Endoskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und einem Monitor (M), der mit dem Endoskop (1) verbindbar ist.

Images