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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Ultraschall-Endoskop, mit dem sowohl endoskopische
als auch sonographische Untersuchungen in Körperhöhlen möglich sind, und insbesondere
ein Ultraschall-Endoskop,
das so ausgebildet ist, dass die Instandhaltung und Wartung, wie
beispielsweise die Überprüfung, die
Instandsetzung und der Austausch von inneren Komponenten im starren
Endbereich des distalen Endes eines Insertionsinstruments eines
Ultraschall-Endoskops,
erleichtert werden.
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Stand der Technik
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Ultraschall-Endoskope
sind allgemein an einem starren Endbereich des distalen Endes eines länglichen
Insertionsinstruments mit einer endoskopischen Betrachtungseinrichtung,
die eine Beleuchtungseinrichtung und ein Betrachtungsfenster umfasst,
und einer sonographischen Untersuchungseinrichtung, wie einem Ultraschallwandler,
ausgestattet. Nach Einführen
des Insertionsinstruments in eine Körperhöhle wird zunächst eine
interessierende Stelle in der Körperhöhle mit
der endoskopischen Betrachtungseinrichtung untersucht, worauf die
sonographische Untersuchungseinrichtung eingesetzt wird, um das
Gewebe in einem erkrankten Bereich oder einem auffälligen Bereich,
das als Ergebnis der endoskopischen Untersuchung gefunden wurde, weiter
zu untersuchen. Meistens ist für
Zangen, ein Hochfrequenz-Chirurgiegerät oder ein Biopsieinstrument,
die in eine Körperhöhle eingeführt und
mit Hilfe der endoskopischen Betrachtungseinrichtung bedient werden
sollen, oder für
eine Punktionsnadel oder andere Punkturgeräte, die unter Verwendung von
Ultraschallbildern bedient werden sollen, der sog. Biopsiekanal
im endoskopischen Insertionsinstrument vorgesehen.
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Das
proximale Ende des Insertionsinstruments des Ultraschall-Endoskops ist mit
einer Bedieneinheit verbunden, die während der endoskopischen oder
sonographischen Untersuchung von der bedienenden Person gehalten
wird. An der Bedieneinheit befinden sich verschiedene Bedienungsknöpfe und
Bedienungshebel. Das Insertionsinstrument besitzt einen länglichen
flexiblen Körper,
der sich leicht gemäß der Form
des Insertionsweges biegen lässt
und einen mit dem vorderen Ende des länglichen flexiblen Körpers verbundenen
Lenkbereich und einen daran anschließenden starren Endbereich besitzt.
Die oben erwähnte
endoskopische Betrachtungseinrichtung, die sonographische Untersuchungseinrichtung
und der Biopsiekanal sind am starren Endbereich angeordnet. Der
starre Endbereich kann in eine beliebige Richtung ausgelenkt werden,
indem durch entsprechende Handhabung der Bedieneinheit der Lenkbereich
in Richtung nach oben, unten, rechts oder links bewegt wird.
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Wie
oben beschrieben, sind die endoskopische Betrachtungseinrichtung,
die sonographische Untersuchungseinrichtung und der Biopsiekanal
am starren Endbereich angebracht, der den distalen Endbereich des
endoskopischen Insertionsinstruments bildet. Der eine Ultraschall-Abtasteinrichtung bildende
Ultraschallwandler ist abhängig
vm Scanmodus entweder vom mechanischen Abtasttyp oder vom elektronischen
Abtasttyp. Im Falle des elektronischen Abtasttyps besteht der Ultraschallwandler
aus einer großen
Anzahl von Wandlerelementen, die in einer vorgegebenen Richtung
angeordnet sind. Bei einer elektronischen Abtastung werden die Wandlerelemente
eines nach dem anderen nacheinander angesteuert, oder die Wandlerelemente
in einer Anzahl von Wandlerelementgruppen werden nacheinander angesteuert,
um Echosignale zu erhalten.
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Die
endoskopische Betrachtungseinrichtung besteht im Wesentlichen aus
einer Beleuchtungseinrichtung, in der sich das lichtemittierende
Ende einer Lichtleitfaser befindet, und einem Betrachtungsfenster,
in dem ein Linsentubus eines optischen Objektivlinsensystems befestigt
ist. Ein Festkörper-Bildsensor
(oder ein für
den Lichteintritt ausgebildetes Ende eines Lichtleiters) befindet
sich im Fokus des optischen Objektivlinsensystems. Das Objektivlinsensystem
und der Festkörper-Bildsensor
sind zusammengebaut und als Bildaufnahmeeinheit ausgebildet. Der
Biopsiekanal, d. h. ein Durchgang für Biopsieinstrumente und chirurgische
Instrumente, besteht allgemein aus einem biegsamen Rohr, das innerhalb des
flexiblen Geräteabschnitts
und des Lenkbereichs des Insertionsinstruments gebogen werden kann. Durch
den starren Endbereich des distalen Endes des Insertionsinstruments
hindurch ist ein Durchlass zur Auslassöffnung für den Biopsiekanal vorgesehen.
In dem Durchlasskanal ist ein Verbindungsrohr eingebaut, und das
vordere Ende des flexiblen Biopsiekanalrohrs ist mit dem hinteren
Ende des Verbindungsrohres verbunden, das um eine vorgegebene Länge aus
dem proximalen Ende des starren Endbereichs herausragt.
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Bezüglich der
Anordnung der verschiedenen Komponenten der endoskopischen Untersuchungseinrichtung
und der sonographischen Untersuchungseinrichtung am starren Endbereich
am distalen Ende des Insertionsinstruments war es im Stand der Technik
bekannt, den Ultraschallwandler am distalen Ende des starren Endbereichs
anzubringen, wobei Ultraschallwandlerelemente in einer in axialer Richtung
des starren Endbereichs konvex gebogenen Form angeordnet sind. Das
Betrachtungsfenster der endoskopischen Betrachtungseinrichtung ist
in einer schrägen
Fläche
vorgesehen, die vom proximalen Ende des Bereichs, in dem der Ultraschallwandler befestigt
ist, in Richtung des proximalen Endes des starren Endbereichs allmählich ansteigt.
Jeweils seitlich vom Betrachtungsfenster befinden sich Beleuchtungseinrichtungen.
Der Biopsiekanal öffnet
sich zwischen dem Bereich, in dem der Ultraschallwandler befestigt
ist, und dem Betrachtungsfenster der endoskopischen Betrachtungseinrichtung.
Ultraschall-Endoskope, deren Komponenten der endoskopischen und
sonographischen Untersuchungseinrichtungen in dieser Weise angeordnet
sind, sind im Stand der Technik beispielsweise aus der offengelegten
japanischen Patentanmeldung
JP
2002-238906 bekannt.
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Üblicherweise
wird beim Verbinden des starren Endbereichs mit dem Lenkbereich
eines endoskopischen Insertionsinstruments der starre Endbereich
lösbar
mit dem Lenkbereich verbunden, der aus mehreren flexibel verbundenen
Ringen besteht. Hierzu wird der vorderste Ring des Lenkbereichs
am proximalen Ende des starren Endbereichs angebracht und befestigt.
Die Ummantelung des Lenkbereichs wird über den ersten Ring hinaus
verlängert
und durch Umwickeln und mit Hilfe eines Klebstoffs am starren Endbereich
sicher fixiert. Der Grund, warum der starre Endbereich lösbar mit
dem Lenkbereich verbunden ist, besteht darin, die Instandhaltung
und die Wartung von Komponenten der endoskopischen und sonographischen
Untersuchungseinrichtung möglich
zu machen, d. h., Inspektion, Instandsetzung und Austausch von inneren
Komponenten des starren Endbereichs zu ermöglichen.
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Wie
oben bereits erwähnt
wurde, ist in dem starren Endbereich ein Ultraschallwandler angebracht.
Von den entsprechenden Ultraschallwandlerelementen an der Ultraschallwandlerbaugruppe
sind Drähte
aus der Wandlerbaugruppe herausgeführt und durch den Lenkbereich
und den länglichen
flexiblen Hauptkörper
des Insertionsinstruments hindurchgeführt und mit den entsprechenden
Drähten
in der Bedieneinheit des Endoskops verbunden. Die Signalleitungen
der endoskopischen Betrachtungseinrichtung, d. h., Signalleitungen,
die mit dem Festkörpersensor
verbunden sind und aus der Bildaufnahmeeinheit herausgeführt sind,
werden zusammen mit dem Glasfaserbündel des Lichtleiters der Beleuchtungseinrichtung
ebenfalls durch den Lenkbereich und den flexiblen Körper des
Insertionsinstruments hindurchgeführt. Das Rohr, das als Biopsiekanal dient,
wird ebenfalls durch den Lenkbereich und den flexiblen Körper hindurchgeführt und
erstreckt sich bis zur Bedieneinheit des Endoskops.
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Im
Falle eines Ultraschall-Endoskops mit einem Ultraschallwandler vom
elektronischen Abtasttyp ist von den verschiedenen Komponenten,
die das Ultraschall-Endoskop bilden, allgemein der Ultraschallwandler
die teuerste Komponente. Es hat sich als extrem schwierig erwiesen,
den Ultraschallwandler zu reparieren, wenn er beschädigt ist
oder eine Fehlfunktion aufweist. Mit anderen Worten war es praktisch
unmöglich,
Instandhaltungs- und Servicearbeiten am Ultraschallwandler durchzuführen. Dagegen
ist es jedoch relativ leicht, den Festkörpersensor und seine Verdrahtung,
den Lichtleiter und das Biopsiekanalrohr auszutauschen, wenn sie
beschädigt
sind.
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Wenn
der starre Endbereich von dem Lenkbereich getrennt wird, beschränken sich
die Instandhaltungs- und Servicearbeiten daher auf den Festkörpersensor
und seine Verdrahtung, den Lichtleiter und das Biopsiekanalrohr.
Vor allem können
die inneren Oberflächen
des Biopsiekanalrohrs beschädigt werden,
da der Biopsiekanal häufig
für die
Einführung
von Punktionsinstrumenten mit einer spitz zulaufenden Funktionsnadel
verwendet wird. Außerdem
können
die vom Festkörpersensor
ausgehenden Signalleitungen beschädigt werden.
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Um
die Auflösung
der Ultraschallbilder zu erhöhen,
ist es für
ein Ultraschall-Endoskop mit einem Ultraschallwandler vom elektronischen
Abtasttyp erforderlich, die Anzahl der Ultraschallwandlerelemente
zu erhöhen
und ein Verdrahtungssystem mit einer beträchtlich höheren Anzahl von Anschlüssen zu
verwenden. Wenn der starre Endbereich gelöst und vom Lenkbereich getrennt
wird, weil eine bestimmte Komponente repariert oder ersetzt werden
muss, treten daher häufig
Schwierigkeiten beim Lösen
der zu reparierenden oder zu ersetzenden Komponente von anderen
Komponenten auf, die im starren Endbereich des Insertionsinstruments
dicht gepackt vorliegen. Es war daher extrem schwierig und mühsam, eine
spezielle Komponente separat von den anderen dicht gepackten Komponenten
zu überprüfen, zu
reparieren oder zu ersetzen, ohne andere Komponenten zu beschädigen. Insbesondere,
wenn der Ultraschallwandler und die Verdrahtung zum Wandler lösbar oder
trennbar von dem starren Endbereich ausgeführt würden, um Instandhaltungs- und Servicearbeiten
an anderen, vom Ultraschallwandler und seiner Verdrahtung verschiedenen
Komponenten zu erleichtern, wäre
die Konstruktion des starren Endbereichs zu kompliziert und würde die
Instandhaltungs- und Servicearbeiten behindern.
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Beim
Wiedereinsetzen einer Bildaufnahmeeinheit am starren Endbereich
des Insertionsinstruments ist es zudem erforderlich, ihre Position
in Drehrichtung oder radialer Richtung auszurichten. Betrachtet
man den Biopsiekanal, so erstreckt sich das Biopsiekanalrohr ferner
axial durch das Insertionsinstrument hindurch zu einem Punkt unmittelbar
an der proximalen Seite des starren Endbereichs und ist mit einem
gebogenen Verbindungsrohr verbunden, das im starren Endbereich in
einem nach vorne oben gelegenen Ausgang eingepasst ist. Dementsprechend ist
das Verbindungsrohr speziell in Krümmungsrichtung ausrichtbar.
Daraus ergibt sich, dass sowohl der Linsentubus des optischen Objektivlinsensystems als
auch das Verbindungsrohr sicher und fest in ihrer Position gehalten
werden müssen,
indem nach Justierung ihrer Position relativ zum starren Endbereich ein
Klebstoff aufgebracht wird. Daher muss der aufgebrachte Klebstoff
wieder abgezogen werden, wenn die optische Bildaufnahmeeinheit und
der Biopsiekanal für
Instandhaltungs- und Servicearbeiten aus dem starren Endbereich
entnommen werden sollen. Hierbei ist die Wahrscheinlichkeit hoch,
dass andere Komponenten beschädigt
werden, die sich in der unmittelbaren Umgebung befinden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der oben dargelegten Situation besteht eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung darin, ein Ultraschall-Endoskop anzugeben,
das am distalen Ende eines Insertionsinstruments einen starren Endbereich
aufweist, der in einem Gehäuse
enthalten ist, das in ein Hauptgehäuse und ein abtrennbares Kopfteil
aufgeteilt werden kann, um die Instandhaltung und den Service von
inneren Komponenten des starren Endbereichs zu erleichtern.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ultraschall-Endoskop
anzugeben, das zur Aufnahme einer Ultraschallabtasteinrichtung zusammen
mit einer endoskopischen Betrachtungseinrichtung am distalen Ende
eines Insertionsinstruments einen starren Endbereich aufweist, wobei
sich der starre Endbereich in einem Gehäuse befindet, das in ein Hauptgehäuse, das
angepasst ist, Komponenten der Ultraschallabtasteinrichtungen fest
darin aufzunehmen, und ein abtrennbares Kopfteil geteilt werden
kann, das angepasst ist, zumindest einen Teil der Komponenten der
endoskopischen Betrachtungseinrichtung lösbar aufzunehmen, um die Reparatur
oder den Austausch von Komponenten der endoskopischen Betrachtungseinrichtung
separat von Komponenten der Ultraschallabtasteinrichtung, und ohne
Schäden
an den Komponenten der Ultraschallabtasteinrichtung zu verursachen,
vornehmen zu können.
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Diese
Aufgaben werden gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Die
Unteransprüche
betreffen vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Das
erfindungsgemäße Ultraschall-Endoskop
weist ein Insertionsinstrument auf, an dessen distalem Ende ein
starrer Endbereich mit dem vorderen Ende eines Lenkbereichs verbunden
ist, wobei
- – in dem starren Endbereich
ein Ultraschallwandler und eine endoskopische Betrachtungseinrichtung,
die eine Beleuchtungseinrichtung und eine optische Bildaufnahmeeinheit
umfasst, angeordnet sind,
- – der
Ultraschallwandler im vorderen Bereich eines rohrförmigen Gehäuses des
starren Endbereichs untergebracht ist,
- – die
endoskopische Betrachtungseinrichtung in einem geneigten Wandbereich
montiert ist, der an der proximalen Seite des Ultraschallwandlers
vorgesehen ist und sich in Proximalrichtung schräg nach oben erstreckt,
- – ein
Biopsiekanal-Durchlass mit einer Auslassöffnung in dem Gehäuse in einer
Position zwischen dem geneigten Wandbereich mit der endoskopischen
Betrachtungseinrichtung und dem Ultraschallwandler angeordnet ist,
- – für die endoskopische
Betrachtungseinrichtung und den Biopsiekanal-Durchlass entsprechende Kanäle vorgesehen
sind,
- – das
Gehäuse
des starren Endbereichs in ein Hauptgehäuse und ein Kopfteil geteilt
ist, die lösbar
miteinander verbunden sind,
- – das
Hauptgehäuse
einen am distalen Ende angeordneten vorderen Raum, in dem der gesamte Ultraschallwandler
untergebracht ist, und einen sich proximal daran anschließenden Halsbereich aufweist,
- – der
offene Teil des Halsbereichs durch das Kopfteil verschlossen ist,
- – das
Kopfteil zumindest einen Teil der Komponenten der endoskopischen
Betrachtungseinrichtung aufnimmt,
- – das
Kopfteil und das Hauptgehäuse
in Längsrichtung
an gegenüberliegenden
Seiten aneinanderpassende Wandbereiche aufweisen
und
- – im
Halsbereich des Hauptgehäuses
mindestens eine im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefung vorgesehen
ist, die eine Hälfte
eines Kanals bildet, und auf der Innenseite des Kopfteils eine im Querschnitt
halbkreisförmige
entsprechende Vertiefung ausgebildet ist, welche die andere Hälfte des
betreffenden Kanals bildet.
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Aus
DE 37 16 964 C2 ,
und insbesondere den
24 bis
28 und ihrer Beschreibung, ist ein Ultraschall-Endoskop
bekannt, bei dem das Gehäuse
des starren Endbereichs des Einführungsteils
in ein erstes Gehäuseteil,
in dem der Ultraschallwandler angeordnet ist, und ein zweites Gehäuseteil,
in dem die Komponenten der optischen Betrachtungseinrichtung angeordnet
sind, geteilt ist, die lösbar
miteinander verbunden sind und in Längsrichtung an gegenüberliegenden
Seiten aneinanderpassende Wandbereiche aufweisen. In den
24 bis
27 handelt
es sich dabei um Schwalbenschwanzführungen, längs deren die beiden Gehäuseteile
durch Schieben voneinander getrennt und zusammengefügt werden
können.
Bei diesem vorbekannten Ultraschall-Endoskop sind alle Kanäle der Komponenten
der optischen Betrachtungseinrichtung einschließlich der Kanäle für die Beleuchtung
vollständig
im zweiten Gehäuseteil untergebracht,
sodass zum Zugang zu diesen Komponenten zu Service- und Reparaturzwecken
ein weiteres Zerlegen z. B. durch Herausziehen dieser Komponenten
aus dem zweiten Gehäuseteil
erforderlich ist. Eine Teilbarkeit des Gehäuses in der Weise, dass ein
Kanal oder mehrere Kanäle
in zwei Hälften
geteilt werden, von denen sich eine Hälfte im ersten Gehäuseteil
und die andere Hälfte
im zweiten Gehäuseteil
befindet, ist in dieser Druckschrift weder offenbart noch in irgendeiner
Weise angedeutet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der starre Endbereich des Insertionsinstruments in
einem Gehäuse
untergebracht, das in ein Hauptgehäuse und ein davon trennbares
Kopfteil geteilt werden kann. Das Hauptgehäuse ist so ausgebildet, dass
es eine Ultraschallwandleranordnung fest darin aufnehmen kann, wohingegen
das Kopfteil so ausgebildet ist, dass es zumindest einen Teil der
Komponenten einer optischen Bildaufnahmeeinheit der endoskopischen
Betrachtungseinrichtung aufnehmen kann. In diesem Fall ist das abtrennbare
Kopfteil des starren Endbereichs so ausgebildet, dass es entweder
die gesamte Bildaufnahmeeinheit, die ein optisches Objektivlinsensystem
und einen Festkörper-Bildsensor zusammen
mit einer Beleuchtungseinrichtung mit Lichtleiter umfasst, welche
vor dem lichtemittierenden Ende des Lichtleiters mit einer Streulinse
ausgestattet ist, oder nur einen Teil dieser Komponenten aufnehmen
kann. Alternativ hierzu sind das optische Bildaufnahmesystem, der
Lichtleiter und die Streulinse zum Teil am Hauptgehäuse und
zum Teil am abnehmbaren Kopfteil so vorgesehen, dass sie zusammengefügt und im
Gehäuse
in ihrer Position fixiert werden, wenn das Hauptgehäuse und
das abnehmbare Kopfteil zusammengebaut werden.
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In
jedem Fall ist das abnehmbare Kopfteil so ausgebildet, dass es über aneinanderpassende Wandbereiche
mit dem Hauptgehäuse
verbunden werden kann, die entlang in Längsrichtung verlaufenden Trennlinien
an gegenüberliegenden
Seitenbereichen und gegebenenfalls auch entlang einer in Querrichtung
verlaufenden Trennlinie vorgesehen sind, die sich am rückwärtigen Ende
des Ultraschallwandlers befindet, der im vorderen Bereich des Gehäuses untergebracht
ist. Wenn das abnehmbare Kopfteil vom Hauptgehäuse getrennt wird, bleiben
zumindest der Ultraschallwandler und seine Verdrahtung auf der Seite
des Hauptgehäuses
in einem intakten Zustand, wohingegen andere Komponenten des starren
Endbereichs zum Teil zusammen mit dem abtrennbaren Kopfteil freigelegt
werden, wenn das Hauptgehäuse abgetrennt
wird. Hierzu können
aneinanderpassende Wandbereiche des Hauptgehäuses und des abnehmbaren Kopfteils
so angeordnet werden, dass beispielsweise der Linsentubus des Objektivlinsensystems
der optischen Bildaufnahmeeinheit so dazwischen aufgenommen wird,
dass der Linsentubus freigelegt wird, wenn das abnehmbare Kopfteil
vom Hauptgehäuse
getrennt wird. Im Hinblick auf die Einfachheit vorkommender Instandhaltungs-
und Servicearbeiten ist es wünschenswert,
die Trennlinien so anzuordnen, dass die optische Bildaufnahmeeinheit oder
das Verbindungsrohr des Biopsiekanals separat und unabhängig von
anderen Komponenten herausgenommen werden können, wenn das abtrennbare Kopfteil
vom Hauptgehäuse
gelöst
wird.
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Das
abnehmbare Kopfteil wird entlang längsverlaufender Trennlinien
an seinen gegenüberliegenden
Seitenbereichen und gegebenenfalls einer querverlaufenden Trennlinie
an seinem vorderen Ende mit dem Hauptgehäuse verbunden. Beim Verbinden des
Kopfteils mit dem Hauptgehäuse
ist es erforderlich, diese über
aneinanderpassende Wandbereiche zusammenzufügen, die Relativbewegungen
sowohl in axialer als auch in radialer Richtung beschränken. Nach
Zusammenfügen
des Kopfteils und des Hauptgehäuses
kann der vorderste Lenkring des Lenkbereichs an die proximalen Bereiche
des Hauptgehäuses
und des Kopfteils in zusammengefügtem
Zustand angebracht werden, um das Kopfteil in seiner Position relativ
zum Hauptgehäuse
zu fixieren. Ansonsten werden günstigerweise
ineinandergreifende oder zusammenwirkende Oberflächen an den aneinanderpassenden
Wandbereichen vorgesehen, um plötzliche
Bewegungen des Kopfteils relativ zum Hauptgehäuse in axialer, radialer und
lateraler Richtung zu verhindern und das Hauptgehäuse und
das Kopfteil im zusammengefügten
Zustand stabiler zu halten. Als ein Beispiel für ineinandergreifende Oberflächen können die
aneinanderpassenden Wandbereiche mit Vorsprüngen und Ausnehmungen versehen
werden, die miteinander in festen Eingriff kommen, um Relativbewegungen
des Hauptgehäuses und
des abnehmbaren Kopfteils in axialer und radialer Richtung zu beschränken, wenn
das Kopfteil am Hauptgehäuse
angebracht ist. Die Verriegelung der aneinanderpassenden Wandbereiche
kann jedoch möglicherweise
nicht wirksam sein, um die Bewegung des Kopfteils relativ zum Hauptgehäuse nach hinten
zu verhindern. Die Bewegung des abnehmbaren Kopfteils in dieser
Richtung kann durch das vorderste Ringelement des Lenkbereichs beschränkt werden.
Daher wird eine ringförmige
Montagefläche, die
einen Durchmesser besitzt, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser
des vordersten Ringelements des Lenkbereichs entspricht, durch die
proximalen Bereiche des Hauptgehäuses
und des abnehmbaren Kopfteils gebildet, wenn sie zusammengesetzt
sind. Nach Anbringen des vordersten Ringelements auf der ringförmigen Montagefläche werden das
Hauptgehäuse
und das Kopfteil mit Hilfe von lösbaren
Befestigungseinrichtungen lösbar
aneinander befestigt, beispielsweise, indem durch das vorderste Ringelement
einige Klemmschrauben geführt
werden. In diesem Fall ist es insbesondere erforderlich, mindestens
zwei Schrauben zu verwenden, eine Schraube, um das vorderste Ringelement
relativ zum Hauptgehäuse
zu arretieren, und eine weitere Schraube, um das vorderste Ringelement
relativ zum abnehmbaren Kopfteil zu arretieren.
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Wenn
der starre Endbereich montiert wird, indem das Kopfteil mit dem
Hauptgehäuse
verbunden und der vorderste Lenkring an den rückwärtigen Bereichen des Hauptgehäuses und
des mit ihm verbundenen Kopfteils eingepasst und fixiert wird, ist
es erforderlich, den Innenraum des starren Endbereichs hermetisch
abzudichten. Die verbundenen Bereiche des Hauptgehäuses und
des abnehmbaren Kopfteils können
unter Verwendung von Dichtmaterial abgedichtet werden, vorzugsweise,
indem ein elastisches Dichtmaterial, wie ein Kautschuk, zwischen
die verbundenen Bereiche und um die verbundenen Bereiche herum aufgebracht
wird. Das aufgetragene Dichtmaterial muss nicht notwendigerweise
Klebeeigenschaften besitzen. Im Hinblick auf die Bearbeitungsgenauigkeit
des Hauptgehäuses
und des abnehmbaren Kopfteils kann jedoch gewünschtenfalls Dichtmaterial
mit einer schwachen Klebekraft aufgetragen werden. Die äußere Ummantelung
des Lenkbereichs kann verwendet werden, um den vordersten Lenkring
und die ringförmige
Montagefläche
am Hauptgehäuse
und am abtrennbaren Kopfteil dicht zu verschließen. Gewöhnlich ist die äußere Ummantelung
des Lenkbereichs elastisch und in axialer und radialer Richtung
dehnbar. Um die ringförmige
Montagefläche
dicht abzuschließen,
wird das vordere Ende der äußeren Ummantelung über die
Position des vordersten Lenkrings hinaus gezogen und an den zusammengefügten proximalen
Bereichen des Hauptgehäuses
und des abnehmbaren Kopfteils fest verankert, beispielsweise, indem
eine Umwicklung und ein Klebstoff verwendet werden. Hierdurch kann der
Innenraum des starren Endbereichs vollständig abgedichtet werden.
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Die
Innenflächen
eines Biopsiekanalrohrs, die im Insertionsinstrument den Hauptteil
des Biopsiekanals bilden, können
beschädigt
werden, da der Biopsiekanal häufig
dazu verwendet wird, spitz zulaufende Instrumente, wie Punktionsnadeln,
einzuführen.
Der Biopsiekanal kann daher so angeordnet werden, dass er unabhängig und
getrennt von anderen Komponenten freiliegt, wenn das abnehmbare Kopfteil
vom Hauptgehäuse
gelöst
ist. In diesem Fall ist der Durchlass für den Biopsiekanal in dem starren Endbereich
rohrförmig
ausgeführt
und in Distalrichtung oder in Richtung zur Auslassöffnung des
Biopsiekanal-Durchlasses schräg
nach oben geneigt. Der rohrförmige
Biopsiekanal-Durchlass kann in Längsrichtung
in eine obere und eine untere Hälfte
geteilt werden. Wenn der Biopsiekanal-Durchlass über seine gesamte Länge schräg ist, ist
auch die Trennlinie schräg
geneigt. Falls der Biopsiekanal-Durchlass
gekrümmt
ausgeführt
ist und vom hinteren Bereich, der sich in axialer Richtung des Insertionsinstruments
erstreckt, schräg
nach oben ansteigt, ist die Trennlinie in gleicher Weise wie der
Biopsiekanal-Durchlass gebogen und besteht aus einem schrägen Bereich
und einem axialen Bereich.
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Als
obere und untere Hälfte
des geteilten Biopsiekanal-Durchlasses sind im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefungen
jeweils dort ausgebildet, wo sich das abnehmbare Kopfteil und das
Hauptgehäuse
treffen, und ein Verbindungsrohr von vorgegebener Länge ist
zwischen der oberen und unteren halbkreisförmigen Vertiefung eingepasst,
um im starren Endbereich das Biopsiekanalrohr mit dem Biopsiekanal-Durchlass
zu verbinden. Durch Abnehmen des Kopfteils vom Hauptgehäuse lässt sich
das Verbindungsrohr in diesem Fall aus dem geteilten Biopsiekanal-Durchlass
entfernen. Daher kann das mit dem Verbindungsrohr verbundene Biopsiekanalrohr, um
es zu ersetzen oder für
andere Zwecke, unabhängig
und getrennt von anderen inneren Komponenten einfach herausgenommen
werden. Das Verbindungsrohr, das im Biopsiekanal-Durchlass angebracht
ist, bleibt im Hinblick auf Bewegungen in axialer Richtung und in
Drehrichtung festgelegt. Für
diesen Zweck können
zur Fixierung Vorsprünge
und dazu passende Vertiefungen oder Kerben am Verbindungsrohr und
am Biopsiekanal- Durchlass
vorgesehen werden. Vorsprünge
oder Arretiernasen, die an der Umfangsfläche des Verbindungsrohrs vorgesehen
sind, können
mit Ausnehmungen, die sich an der oberen und unteren halbkreisförmigen Vertiefung
befinden, an der Stelle in Eingriff gebracht werden, wo sich das
abnehmbare Kopfteil und das Hauptgehäuse treffen. Da das Verbindungsrohr
einen gekrümmten
Bereich aufweist, sind die oben erwähnten Befestigungseinrichtungen
unnötig,
falls der gekrümmte Bereich
des Verbindungsrohrs unbeweglich in den Biopsiekanal-Durchlass eingepasst
ist.
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In
manchen Fällen
kann es erforderlich sein, die Bildaufnahmeeinheit der endoskopischen
Betrachtungseinrichtung zu ersetzen, die in dem endoskopischen Betrachtungsfenster
angebracht ist. Die Anordnung kann daher so sein, dass die optische Bildaufnahmeeinheit
separat und unabhängig
von anderen inneren Komponenten freigelegt wird, wenn das abnehmbare
Kopfteil vom Hauptgehäuse
des starren Endbereichs gelöst
wird. Die Bildaufnahmeeinheit umfasst einen Linsentubus für ein Objektivlinsensystem,
der am starren Endbereich fest montiert sein sollte. In dem starren
Endbereich ist eine in Distalrichtung schräg nach oben führende Einbauöffnung für den Linsentubus
vorgesehen, die den Linsentubus der optischen Bildaufnahmeeinheit
aufnimmt. Diese schräge
Einbauöffnung
für den
Linsentubus kann ebenfalls teilbar ausgeführt sein und gebildet werden,
indem eine im Querschnitt halbkreisförmige obere und eine untere
halbkreisförmige
Vertiefung, die am abtrennbaren Kopfteil und am Hauptgehäuse vorgesehen
sind, zusammengefügt
werden. Nach Verbinden der oberen halbkreisförmigen Vertiefung mit der unteren
wird der Linsentubus in der Linsenfassung gehalten. Der Linsentubus
kann in der Linsenfassung in axialer Richtung und in Drehrichtung
fixiert werden, indem Befestigungseinrichtungen, ähnlich wie
die Arretiernasen und Ausnehmungen oder Kerben, die oben im Zusammenhang
mit dem Verbindungsrohr des Biopsiekanals beschrieben wurden, eingesetzt
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Teilschnittansicht eines Ultraschall-Endoskops und zeigt
den allgemeinen Aufbau des Ultraschall-Endoskops;
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2 ist
ein Längsschnitt
des starren Endbereichs eines Insertionsinstruments des Ultraschall-Endoskops
nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht des starren Endbereichs, an dem der
vorderste Lenkring angebracht ist;
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4 ist
eine Teilschnittdarstellung, die zeigt, wie der Lichtleiter in der
Beleuchtungseinrichtung des starren Endbereichs eingebaut ist;
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5 ist
eine Ansicht ähnlich 4,
die jedoch einen anderen Lichtleiter zeigt, der im starren Endbereich
in einer anderen Art in einer Beleuchtungseinrichtung eingebaut
ist;
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6 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines Hauptgehäuses des
starren Endbereichs und eines vom Hauptgehäuse abgenommenen Kopfteils,
gesehen in Richtung auf die Vorderseite des starren Endbereichs;
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7 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines Hauptgehäuses des
starren Endbereichs und eines abnehmbaren Kopfteils, das vom Hauptgehäuse abgenommen
ist, gesehen in Richtung auf den proximalen Bereich des starren
Endbereichs;
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8 ist
eine Teilschnittzeichnung, die zeigt, wie ein Endring am Hauptgehäuse des
starren Endbereichs montiert wird und
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9 ist
eine perspektivische Ansicht des starren Endbereichs nach einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung, die ein Hauptgehäuse
und ein abnehmbares Kopfteil zeigt, das vom Hauptgehäuse abgenommen
ist, in Ansicht von vorn.
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BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen genauer beschrieben. In 1 ist zunächst der
allgemeine Aufbau eines typischen Ultraschall-Endoskops gezeigt.
In dieser Figur bezeichnen 1 eine Bedieneinheit, die von einem
Anwender gehalten werden kann, 2 ein Insertionsinstrument,
das in eine Körperhöhle eines
Patienten eingeführt
werden kann, und 3 ein Universalkabel. Vom proximalen Ende
zum vorderen Ende ist das Insertionsinstrument 2 aus einem
länglichen
flexiblen Geräteabschnitt 2a,
einem Lenkbereich 2b und einem starren Endbereich 2c zusammengesetzt. Der
flexible Geräteabschnitt 2a besitzt
eine flexible Struktur, die in beliebigen Richtungen gemäß einem Insertionsweg
in Richtung der Körperhöhle des
Patienten biegsam ist. Der starre Endbereich 2c besitzt eine
steife Struktur, damit darin eine endoskopische Betrachtungseinrichtung 4 und
eine sonographische Untersuchungseinrichtung 5 untergebracht
werden können.
Der Lenkbereich 2b ist zwischen dem flexiblen Geräteabschnitt 2a und
dem starren Endbereich 2c vorgesehen und wird über eine
Bedieneinrichtung für
den Lenkbereich 6 auf der Bedieneinheit 1 bedient,
wodurch der starre Endbereich in die gewünschte Richtung gedreht werden
kann. Außerdem ist
eine Auslassöffnung 29 eines
Biopsiekanal-Durchlasses, wie dies nachstehend detaillierter beschrieben
ist, am starren Endbereich 2c vorgesehen. Obwohl in den
Zeichnungen nicht dargestellt, sind an der Bedieneinheit 1 auch
noch weitere Knöpfe
und Schalter für
die Bedienung des Endoskops vorgesehen.
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In 2 sind
der starre Endbereich 2c und jene Bereiche des Lenkbereichs 2b dargestellt,
die mit dem starren Endbereich 2c verbunden sind. In 3 ist
weiterhin eine Außenansicht
des vom Lenkbereich getrennten, starren Endbereichs 2c dargestellt.
Es ist aus diesen Figuren ersichtlich, dass die sonographische Untersuchungseinrichtung 5 im
vorderen Bereich des starren Endbereichs 2c angebracht
ist und sich die endoskopische Betrachtungseinrichtung 4 auf
der proximalen Seite der sonographischen Untersuchungseinrichtung 5 befindet.
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In
diesem Beispiel ist die sonographische Untersuchungseinrichtung 5 mit
einem Ultraschallwandler 10 versehen, der eine Anordnung
von Ultraschallwandlerelementen 11 aufweist, die in einer konvex
gebogenen Form angeordnet sind, welche sich von der Basis oder dem
rückwärtigen Ende
allmählich
in Richtung eines am meisten gebogenen Bereichs wölbt, der
sich im Wesentlichen an einem axial dazwischen liegenden Punkt befindet.
Die Ultraschallwandlerelemente 11 sind sowohl auf der Seite der
Ultraschallabstrahlungsflächen
und der Ultraschallempfangsflächen
als auch auf den Oberflächen an
der gegenüberliegenden
Seite mit Elektroden versehen. Leitungen 12 sind einzeln
zumindest mit den entsprechenden Elektroden an der Ultraschallabstrahlungsfläche und
der Ultraschallempfangsfläche verbunden.
Hinsichtlich der Elektroden auf der anderen Seite der Ultraschallwandlerelemente
werden in manchen Fällen
Verdrahtungen zu den entsprechenden Elektroden separat vorgenommen;
es ist jedoch allgemeine Praxis, einen oder mehrere Drähte als
gemeinsame Elektrode mit ihnen zu verbinden. Die Drähte 12 aus
dem Ultraschallwandler 10 werden gebündelt und durch das Insertionsinstrument 2 geführt und über die
Bedieneinheit 1 in das Universalkabel 3 weitergeführt.
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Der
starre Endbereich 2c umfasst ein Gehäuse von allgemein rohrförmiger Gestalt,
das in einem axialen Zwischenbereich unmittelbar hinter dem Ultraschallwandler 10 mit
einem abfallenden Bereich sowie einem schräg ansteigenden Wandbereich 13 versehen
ist, der beginnend von dem untersten Punkt des rückwärtigen Endes des abfallenden
Bereichs allmählich
ansteigt. Der schräg
ansteigende Wandbereich 13 dient als Wandbereich zum Anbringen und
Montieren der endoskopischen Betrachtungseinrichtung. Ein endoskopisches
Betrachtungsfenster 14 öffnet
sich nämlich
in einer im Wesentlichen zentralen Position auf dem schräg ansteigenden
Wandbereich 13, und rechts und links von dem endoskopischen
Betrachtungsfenster 14 befinden sich Beleuchtungseinrichtungen 15.
Es ist nicht zwingend erforderlich, zwei Beleuchtungseinrichtungen 15 vorzusehen,
die auf beiden Seiten des Betrachtungsfensters 14 liegen.
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Der
Querschnitt in 2 verläuft in Längsrichtung durch das endoskopische
Betrachtungsfenster 14, das sich zentral in dem schräg ansteigenden
Wandbereich 13 befindet. Ein Betrachtungs fensterkanal 16 ist
für das
endoskopische Betrachtungsfenster 14 im proximalen Ende
des starren Endbereichs 2c schräg nach oben in Richtung des
schräg ansteigenden
Wandbereichs 13 und durch ihn hindurchgehend vorgesehen.
Ein Linsentubus 17 für
ein optisches Objektivlinsensystem, das eine Objektivlinse 18,
ein Abdeckglas 19 in Form einer plankonkaven Linse, die
sich am vorderen Ende des Linsentubus 17 befindet, und
ein Prisma 20 umfasst, ist im Betrachtungsfensterkanal 16 angebracht.
Außerdem
befindet sich ein Festkörper-Bildsensor 21 im
Fokus der Objektivlinse 18. Die entsprechenden Komponenten, die
in dem Betrachtungsfenster 14 montiert sind, bilden eine
Bildaufnahmeeinheit 22. Signalleitungen 23, die
aus dem Festkörper-Bildsensor 21 herausführen, werden
gebündelt
und durch das Insertionsinstrument 2 hindurch und über die
Bedieneinheit 2 in das Universalkabel 3 weitergeführt.
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Wie
aus 4 hervorgeht, besteht jede Beleuchtungseinrichtung 15 hauptsächlich aus
einem Lichtleiter 24, der im Innern eine Vielzahl von Glasfasern
aufweist, und einer Streulinse 25. Das lichtemittierende
Ende des Lichtleiters 24 ist in der Beleuchtungseinrichtung 15 an
der innen liegenden Seite der Streulinse 25 angebracht,
die in eine Linsenfassung 26 eingesetzt ist, welche in
dem Gehäuse
des starren Endbereichs 2c im Anschluss an das vordere
Ende des Lichtleitermontagekanals 27 ausgebildet ist, in den
der Lichtleiter 24 eingebracht wird. In diesem Beispiel
ist der Lichtleitermontagekanal in einer gebogenen Form mit einem
geneigten Bereich ausgeführt,
der sich allmählich über eine
gewisse Länge von
seinem mit der Linsenfassung 26 in Verbindung stehenden
vorderen Ende nach unten erstreckt und mit einem rückwärtigen geradlinigen
Bereich verbunden ist, der sich in axialer Richtung des starren
Endbereichs 2c erstreckt. Der Lichtleiter 24 ist
in den Biegerichtungen des Insertionsinstruments beweglich, und sein
vorderes Ende wird von einem Metallstück 24a gehalten, welches
mit einer Klemmschraube 24S in Position gehalten wird.
Falls ferner der Lichtleiter 24 in dem gebogenen Bereich
des Lichtleitermontagekanals 27 in einer starren Röhre 24b montiert
ist, wird der Lichtleiter 24 durch die starre Röhre 24b sicher
in seiner Position gehalten.
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Außerdem öffnet sich
die Auslassöffnung 29 des
Biopsiekanal-Durchlasses
in dem schrägansteigenden
Wandbereich 13; im abfallenden Bereich an der Rückseite
des Ultraschallwandlers 10 befindet sich eine nach vorne
ansteigende Führungsfläche 28.
Durch die Auslassöffnung 29 können verschiedene
Biopsieinstrumente und chirurgische Instrumente in eine Körperhöhle des
Patienten herausgeführt werden,
wie Zangen oder andere Biopsieinstrumente oder chirurgische Instrumente,
die unter Betrachtung mit der endoskopischen Betrachtungseinrichtung 4 bedient
werden können,
und solche Instrumente, wie Punkturgeräte mit Punktionsnadel, die
unter Betrachtung mit der sonographischen Untersuchungseinrichtung 5 bedient
werden können.
Ein erforderliches Biopsieinstrument oder chirurgisches Instrument
wird über
den Einlasskanal 7 in den Biopsiekanal eingeführt, wobei
der Einlasskanal im Gehäuse
der Bedieneinheit 1 vorgesehen ist. Entsprechend erstreckt sich
ein Biopsiekanal 30 vom Einlasskanal 7 an der Bedieneinheit 1 zu
der Auslassöffnung 29 im
starren Endbereich 2c des Insertionsinstruments des Endoskops.
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Zwischen
dem Einlasskanal 7 und einem Punkt in der Nähe der proximalen
Seite des starren Endbereichs 2c oder unmittelbar an der
proximalen Seite des starren Endbereichs 2c besteht der
Biopsiekanal 30 aus einem beweglichen Rohr 31,
das sich axial durch das Insertionsinstrument 2 hindurch erstreckt.
In dem Gehäuse
des starren Endbereichs 2c ist der Biopsiekanal-Durchlass 32 ausgebildet. Um
das Rohr 31 mit dem Biopsiekanal-Durchlass 32 zu
verbinden, ist zwischen diesen Bauteilen ein Verbindungsrohr 33 vorgesehen.
In diesem Beispiel verläuft
der Biopsiekanal-Durchlass 32, der zu der Auslassöffnung 29 führt, in
Richtung der Auslassöffnung 29 schräg nach oben.
Das Verbindungsrohr 33 ist daher in einem axialen Zwischenbereich
gebogen, um die Richtung des Biopsiekanals schräg nach oben zur Auslassöffnung 29 am
vorderen Ende des Rohrs 31, das sich in axialer Richtung
des Insertionsinstruments 2 erstreckt, überzuleiten.
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Wie
in den 6 und 7 gezeigt, ist in dieser speziellen
Ausführungsform
der starre Endbereich in einem trennbaren Gehäuse untergebracht, welches
aus einem Hauptgehäuse 40 und
einem abnehmbaren Kopfteil 50 besteht. Das Hauptgehäuse 40 umfasst
einen vorderen Raum 41 zur Unterbringung des Ultraschallwandlers 10,
einen abfallenden Wandbereich 42, der in einem rückwärtigen Abschnitt des
vorderen Raums 41 vorgesehen ist und in Richtung des rückwärtigen Endes
des starren Endbereichs 2c schräg nach unten geneigt ist, Wandbereiche
zur Linsenmontage, die von dem linken und rechten Seitenbereich
des abfallenden Wandbereichs 42 schräg nach oben führen und
mit Linsenmontagebereichen 43 mit Öffnungen oder Durchgangsbohrungen
zum Anbringen von Streulinsen 25 für die Beleuchtung versehen
sind, und einen röhrenförmigen Halsbereich 44,
der an der rückwärtigen Seite
der Linsenmontagebereiche 43 anschließend ausgebildet und mit drei
abgestuften Umfangswänden
strukturiert ist. In dem rohrförmigen
Halsbereich 44 ist zentral eine im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefung 32L vorgesehen,
welche die untere Hälfte
des Biopsiekanal-Durchlasses 32 bildet, der zur Auslassöffnung 29 des
Biopsiekanals führt.
Rechts und links von der halbkreisförmigen Vertiefung 32L sind
ferner im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefungen 27L vorgesehen,
welche die unteren Hälften
der Lichtleitermontagekanäle 27 bilden,
die zu den Öffnungen
in den Streulinsen-Montagebereichen 43 führen.
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Der
Halsbereich 44 ist mit drei abgestuften Umfangswandbereichen
ausgebildet, einschließlich eines
Bereichs 44a mit großem
Durchmesser, der sich an der Vorderseite des Halsbereichs 44 befindet, und
eines Bereichs 44b mit mittlerem Durchmesser, der zum Bereich 44a mit
großem
Durchmesser eine Abstufung bildet, die im Wesentlichen der Dicke
der Ummantelung des Lenkbereichs 2b entspricht, wobei dies
nachstehend noch genauer erläutert
wird. An der Rückseite
des Bereichs 44b mit mittlerem Durchmesser ist ein Bereich 44c mit
kleinem Durchmesser angeformt. Der Bereich 44c mit kleinem
Durchmesser ist mit einer Abstufung zum Bereich 44b mit
mittlerem Durchmesser ausgeführt,
die im Wesentlichen der Dicke eines Lenkrings im Lenkbereich 2b entspricht.
Untere Bodenbereiche des Innenraums im Halsbereich 44 werden
als Durchlass für
die vom Ultraschallwandler 10 kommenden Leitungen 12 benutzt.
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Das
abnehmbare Kopfteil 50 ist andererseits so ausgebildet,
dass es den offenen Halsbereich 44 so verschließt, dass
das proximale Ende des starren Endbereichs 2b eine allgemein
zylindrische Form aufweist. Hierzu ist das abnehmbare Kopfteil 50 mit drei
abgestuften Umfangswänden
ausgeführt,
d. h., einem Bereich 50a mit großem Durchmesser, einem Bereich 50b mit
mittlerem Durchmesser und einem Bereich 50c mit kleinem
Durchmesser, die dem Bereich 44a mit großem Durchmesser,
dem Bereich 44b mit mittlerem Durchmesser bzw. dem Bereich 44c mit
kleinem Durchmesser des rohrförmigen
Halsbereichs 44 entsprechen. An der Innenseite des abnehmbaren
Kopfteils 50 ist ferner eine im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefung 32U ausgebildet,
welche die obere Hälfte
des Biopsiekanal-Durchlasses 32 bildet, der zur Auslassöffnung 29 des
Biopsiekanals 30 führt.
Außerdem
sind rechts und links von der halbkreisförmigen Vertiefung 32U im
Querschnitt halbkreisförmige
Vertiefungen 27U ausgebildet, welche die oberen Hälften der
Lichtleitermontagekanäle 27 bilden.
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Wie
oben beschrieben wurde, werden die Lichtleitermontagekanäle 27 und
der Biopsiekanal-Durchlass 32 durch die halbkreisförmigen Vertiefungen 27L, 27U, 32L und 32U gebildet,
die gegenüberliegend
im Halsbereich 44 und im abnehmbaren Kopfteil 50 ausgebildet
sind. Die halbkreisförmigen Vertiefungen 27L, 27U, 32L und 32U sind
an gegenüberliegenden
Wandbereichen mit aneinanderpassenden Flächen versehen, die sich unmittelbar
aneinanderfügen.
Außerdem
kommt die vordere Fläche des
abnehmbaren Kopfteils 50 an Umfangs-Wandbereichen der Streulinsen-Montagebereiche 43 auf
der Seite des Hauptgehäuses 40 zur
Anlage. Im Einzelnen sind angrenzende Wandbereiche 43P an
der Innenseite der Streulinsen-Montagebereiche 43 des Hauptgehäuses 40 vorgesehen,
die mit gegenüberliegenden
passenden Wandbereichen 51P in Eingriff kommen, die rechts
und links an den vorderen Bereichen des Bereichs 50a mit
großem
Durchmesser des Kopfteils 50 vorgesehen sind. An einer
Seite der angrenzenden Wandbereiche 43P und 51P an
dem Hauptgehäuse 40 und
dem abnehmbaren Kopfteil 50 sind ineinandergreifende Bereiche 43S und 51S jeweils
mit einer sich verjüngenden
Oberfläche
(oder einer gebogenen Oberfläche)
ausgebildet, die sich schräg
nach außen
in Richtung nach unten erstrecken. Wenn die ineinandergreifenden
Bereiche 43S und 51S miteinander in Eingriff stehen,
werden Bewegungen des abnehmbaren Kopfteils 50 nicht nur
in lateraler Richtung nach rechts und links, sondern auch in Richtung
weg vom Hauptgehäuse 40 des starren
Endbereichs verhindert.
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Bei
der Montage des abnehmbaren Kopfteils 50 an das Hauptgehäuse 40 des
starren Endbereichs gleiten die ineinandergreifenden Bereiche 51S des abnehmbaren
Kopfteils 50 entsprechend von der Rückseite des Hauptgehäuses in
die Innenseite der ineinandergreifenden Bereiche 43S auf
Seiten des Hauptgehäuses 40,
bis die angrenzenden Wandbereiche 43P und 51P aneinanderstoßen. Dadurch
wird der starre Endbereich 2c, wie in 3 gezeigt,
zusammengefügt.
Bei der Montage des abnehmbaren Kopfteils 50 an das Hauptgehäuse 40 des
starren Endbereichs 2c ist es günstig, entweder ein schwach adhäsives Dichtungsmaterial
oder ein nicht adhäsives
Dichtungsmaterial um die verbundenen Bereiche herum aufzubringen,
um den Innenraum des starren Endbereichs hermetisch dicht zu verschließen.
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Der
starre Endbereich 2c muss, abgesehen von dem Ultraschallwandler 10 und
den Leitungen 12 von den jeweiligen Ultraschallwandlerelementen 11, in
dem endoskopischen Betrachtungsfenster 14 die Bildaufnahmeeinheit 22,
die zu den Beleuchtungseinrichtungen 15 gehörenden Lichtleiter 24 und
das Verbindungsrohr 33 aufnehmen, welches das Rohr 31 mit
dem Biopsiekanal-Durchlass
im Hauptgehäuse 40 verbindet.
Von den verschiedenen genannten Komponenten werden der Ultraschallwandler 10 einschließlich der
Leitungen 12 und die Bildaufnahmeeinheit 22 im
Hauptgehäuse 40 bzw.
im abnehmbaren Kopfteil 50 vor den anderen Komponenten
angebracht.
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Andererseits
werden die Lichtleiter 24 und das Verbindungsrohr 33 in
den entsprechenden Positionen montiert, wenn das abnehmbare Kopfteil 50 mit
dem Hauptgehäuse 40 zusammengefügt wird. Insbesondere
werden zuerst die Lichtleiter 24 in die halbkreisförmigen Vertiefungen 27L auf
der Seite des Hauptgehäuses 40 gelegt,
bevor das Kopfteil 50 am Hauptgehäuse 40 angebracht
wird. Dadurch werden die halbkreisförmigen Vertiefungen 27U im
abnehmbaren Kopfteil 50 über den Lichtleitern 24 in
den unteren halbkreisförmigen
Vertiefungen 27L der Lichtleitermontagekanäle 27 geschlossen.
Die Lichtleiter 24 werden über Klemmschrauben 24S in
ihrer Position fixiert. Jeder Lichtleiter 24 kann fest
in seiner Position gehalten werden, da das starre Rohr 24b in
den gebogenen Bereich des Lichtleitermontagekanals 27 eingesetzt
wird.
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Das
Verbindungsrohr 33 besitzt ebenfalls einen gebogenen Bereich,
so dass es sowohl in radialer als auch in axialer Richtung fixiert
werden kann, wenn es sich, ähnlich
wie der Lichtleiter 24, über den gebogenen Bereich des
Biopsiekanal-Durchlasses 32 erstreckt. In der speziellen,
in 2 dargestellten Ausführungsform ist eine Ausnehmung 46 innerhalb der
Länge der
oberen oder unteren halbkreisförmigen
Vertiefungen 32L (oder 32U) vorgesehen, die im Hauptgehäuse 40 (oder
im abnehmbaren Kopfteil 50) oben oder unten am Biopsiekanal-Durchlass 32 ausgebildet
ist. Eine Nase 52 ist an der Seite des Verbindungsrohrs 33 vorgesehen,
die mit der Ausnehmung 46 in der halbkreisförmigen Vertiefung 32L oder 32U in
Eingriff kommt. Die Nase 52 greift daher in die Ausnehmung 46 ein,
wenn das Verbindungsrohr 33 in die halbkreisförmige Vertiefung 32L eingesetzt
wird, welche den unteren Teil des Biopsiekanal-Durchlasses 32 bildet. Dann
wird das Kopfteil 50 mit dem Hauptgehäuse 40 verbunden.
Sobald das Kopfteil 50 an dem Hauptgehäuse 40 in Position
gebracht wurde, wird das Verbindungsrohr 33 in seiner Position
fixiert, und eine eigenständige Bewegung
ist sowohl in radialer als auch in axialer Richtung dann nicht mehr möglich.
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Auch
wenn die verschiedenen Komponenten in dem starren Endbereich 2c in
der oben beschriebenen Weise montiert wurden, sind das Hauptgehäuse 40 und
das Kopfteil 50 noch nicht fest miteinander verbunden,
obwohl Abdichtmaterial auf die benachbarten Bereiche aufgebracht
wurde. Wie den 2 und 3 gezeigt
ist, sind das Hauptgehäuse 40 und das
abnehmbare Kopfteil 50 sicher über das vorderste Ringelement 61 einer
Reihe von Ringelementen, welche den Lenkbereich 2b des
Insertionsinstruments 2 bilden, fest miteinander verbunden.
Nach dem Zusammenfügen
des Kopfteils 50 mit dem Halsbereich 44 des Hauptgehäuses 40 wird
das oben genannte vorderste Ringelement 61 an den Bereichen 44c und 50c des
Hauptgehäuses 40 und
des Kopfteils 50 mit kleinem Durchmesser montiert. Dann wird,
wie es auch in 8 dargestellt ist, das vorderste
Ringelement 61 mit Hilfe mindestens einer Senkschraube 62 sowohl
am Hauptgehäuse 40 als auch
am Kopfteil 50 befestigt. Hierzu sind einige konische Löcher 63 in
der äußeren Umfangsfläche des vordersten
Rings 61 in geeigneten Kreisabschnitten und an geeigneten
Positionen relativ zu den Schraubenlöchern 64 ausgebildet,
wobei das Gewinde für die
Schrauben in den Bereich 44c mit kleinem Durchmesser des
Halsbereichs 44 des Hauptgehäuses 40 und des abnehmbaren
Kopfteils 50 geschnitten ist. Durch Anziehen der Senkkopfschrauben 62 in
den Schraubenlöchern 64 durch
die konischen Löcher 63 im
vordersten Ringelement 61 werden eigenständige Bewegungen
des Hauptgehäuses 40 und
des abnehmbaren Kopfteils 50 nicht nur in Richtung nach vorwärts und
rückwärts, sondern
auch Bewegungen verhindert, die sie voneinander entfernen würden. Außerdem sind
das Hauptgehäuse 40 und
das abnehmbare Kopfteil 50 so gut wie einstückig miteinander
verbunden, so dass Abweichungen von der relativen Position, nicht
nur in radialer und axialer Richtung, sondern auch in Richtung voneinander
weg, verhindert werden.
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In
diesem Zusammenhang ist es nicht unbedingt erforderlich, dass der
Montagebereich des vordersten Ringelements 61 als Dichtung
fungiert. Es können
jedoch Maßnahmen
ergriffen werden, das vorderste Ringelement 61 mit moderater
Klebekraft in seiner Position zu halten, wodurch das Ringelement 61 später relativ
leicht abgenommen werden kann, falls dies erforderlich ist. Eine
flexible Ummantelung 65, die in Längs- und Biegerichtung flexibel
ist, wird um den Lenkbereich 2b so angebracht, dass die Lenkringe 60 einschließlich des
vordersten Ringelements 61 insgesamt ummantelt sind. Die
Ummantelung 65 erstreckt sich über den vorderen Lenkbereich 2b und über das
vordere Ende des vordersten Ringelements 61 hinaus bis
zu den Bereichen 44b und 50b mit mittlerem Durchmesser
des Halsbereichs 44 und des abnehmbaren Kopfteils 50.
Ein vorderer Endbereich der Ummantelung 65 wird fest an
den Bereichen 41b und 50b mit mittlerem Durchmesser verankert,
indem um die Umwicklung 66 ein Klebstoff aufgebracht wird.
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Die
oben beschriebene Konstruktion des starren Endbereichs ermöglicht es,
innere Komponenten des Insertionsinstruments 2 wesentlich
leichter zu inspizieren, zu reparieren und zu ersetzen. Für die Instandhaltung
und den Service von inneren Komponenten wird zum Auseinanderbauen
des starren Endbereichs 2c zunächst der Klebstoff und die Umwicklung 66 um
die Ummantelung 65 herum entfernt, worauf man die Ummantelung 65 mit
den Fingern in Richtung Lenkbereich 2b zurückstreift,
bis das vorderste Ringelement 61 vollständig freigelegt ist. Dann werden
die Senkkopfschrauben gelöst,
um das abnehmbare Kopfteil 50 und das Hauptgehäuse 40 des
starren Endabschnitts 2c voneinander trennen zu können. Bis
zu diesem Punkt besteht hinsichtlich der Vorgehensweise bei der
Demontage kein spezieller Unterschied zum Stand der Technik.
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Nach
Entfernen der Senkkopfschrauben 62 kann der starre Endbereich 2c in
das Hauptgehäuse 40 und
das Kopfteil 50 geteilt werden. Außerdem kann nach dem Teilen
des starren Endbereichs 2c das Verbindungsrohr 33 in
dem Biopsiekanal-Durchlass 32 unabhängig gelöst werden. Das bewegliche Biopsiekanalrohr
kann also erforderlichenfalls leicht aus dem Verbindungsrohr 31 entfernt
und durch ein neues Rohr ersetzt werden. Unter Berücksichtung der
Tatsache, dass die inneren Oberflächen des Biopsiekanalrohrs 31,
das wiederholt dazu verwendet wird, ein Punkturgerät einzuführen, beschädigt und geknickt
werden können,
ist es in diesem Zusammenhang wichtig und vorteilhaft, das Biopsiekanalrohr 31 leicht
zugänglich
zu machen, um es ersetzen zu können.
Die Instandhaltungs- und Servicearbeiten können ausgeführt werden, ohne dass andere
Komponenten entfernt, verschoben oder berührt werden müssen, insbesondere
der Ultraschallwandler 10, der. sich zusammen mit den Leitungen 12 im
Hauptgehäuse 40 befindet.
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In ähnlicher
Weise können
die Lichtleiter 24 unabhängig von anderen Komponenten
entfernt werden. Der Lichtleiter 24, der aus Glasfasern
besteht, kann brechen. Falls er bricht, kann er jedoch leicht ersetzt
werden. Zudem ist die optische Bildaufnahmeeinheit 22 fest
mit dem abnehmbaren Kopfteil 50 verbunden. Beim Entfernen
des Kopfteils 50 vom Hauptgehäuse 40 werden daher
der Festkörper-Bildsensor 21 und
die Signalleitungen 23 an der Innenseite des Kopfteils 50 freigelegt
und sind somit für
eine Inspektion oder Reparaturarbeiten oder für andere Zwecke leicht zugänglich.
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Nach
Inspektion, Reparatur oder Austausch an dem geöffneten starren Endbereich 2c werden
die jeweiligen inneren Komponenten wieder in die jeweiligen Positionen
eingesetzt, bevor das Kopfteil 50 und das Hauptgehäuse 40 zusammengefügt werden. Das
Kopfteil 50 und das Hauptgehäuse 40 werden fest
miteinander verbunden, indem die Senkkopfschrauben 62 durch
das vorderste Ringelement 61 hindurch festgezogen werden.
Schließlich
wird das vordere Ende der Ummantelung 65 befestigt, indem die
Umwicklung aufgebracht und um sie herum ein Klebstoff aufgebracht
wird, um das Insertionsinstrument 2 wieder in den ursprünglichen
verschlossenen und abgedichteten Zustand zu bringen.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist
das abnehmbare Kopfteil 50 so ausgeführt, dass es von dem Hauptgehäuse 40 entlang
einer Trennlinie getrennt werden kann, die an der Position des Biopsiekanal-Durchlasses 32 oder
durch diesen hindurch verläuft,
um bei den verschiedenen, innen in dem Insertionsinstrument angebrachten
Komponenten insbesondere den Austausch der Biopsiekanalrohrs 31 zu
erleichtern. Wenn jedoch die Instandhaltung und der Service der
optischen Bildaufnahmeeinheit häufiger
erforderlich ist, ist es günstig,
wenn das Hauptgehäuse 40 und
das abnehmbare Kopfteil 50 wie bei der Variante gemäß 9 angeordnet
sind. In diesem Fall ist die Trennlinie des abnehmbaren Kopfteils 71 so
vorgegeben, dass der Biopsiekanal-Durchlass auf der Seite des Hauptgehäuses 70 des
starren Endbereichs 2c verbleibt und der Linsentubus 72 der
optischen Bildaufnahmeeinheit im Befestigungskanal 73 für die Objektivlinse
aufgenommen wird. Durch die Trennlinie entstehen eine halbkreisförmige Vertiefung 73L auf
der Seite des Hauptgehäuses 70 und
eine halbkreisförmige
Vertiefung 73U auf der Seite des abnehmbaren Kopfteils 71. Beide
Vertiefungen 73L und 73U besitzen einen halbkreisförmigen Querschnitt
und sind so ausgeführt, dass
der Linsentubus 72 fest darin gehalten wird, wenn sie miteinander
verbunden sind.
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Ähnlich wie
bei dem Hauptgehäuse 40 und dem
abnehmbaren Kopfteil 50 der zuvor beschriebenen ersten
Ausführungsform
sind Bereiche 70a und 71a mit großem Durchmesser,
Bereiche 70b und 71b mit mittlerem Durchmesser
und Bereiche 70c und 71c mit kleinem Durchmesser
am Halsbereich des Hauptgehäuses 70 und
des abnehmbaren Kopfteils 71 vorgesehen. Das vorderste
Ringelement des Lenkbereichs wird an den Bereichen 70c und 71c mit kleinem
Durchmesser befestigt, und das Hauptgehäuse 70 und das abnehmbare
Kopfteil 71 werden nach dem Aneinanderfügen mit Hilfe von Senkkopfschrauben
in gleicher Weise wie oben für
die erste Ausführungsform
beschrieben fest miteinander verbunden. Außerdem wird das vordere Ende
der Ummantelung des Lenkbereichs 2c über die Bereiche 70b und 71b mit
mittlerem Durchmesser verlängert und
wie in der ersten Ausführungsform
fest daran verankert.
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An
dem Linsentubus 72 sind der Festkörper-Bildsensor 74 und
andere Teile, welche die optische Bildaufnahmeeinheit 75 bilden,
montiert. Da der Linsentubus 72 mit dem Festkörper-Bildsensor 74 verbunden
ist, muss er in Drehrichtung fixiert werden. Daher sind am äußeren Umfang
des Linsentubus 72 Nasen 72a vorgesehen, die in
Ausnehmungen 76 eingreifen, die in entsprechenden Positionen
in den Vertiefungen 73L und 73U vorgesehen sind,
mit denen das Hauptgehäuse 70 und
das abnehmbare Kopfteil 71 versehen ist, um den Befestigungskanal 73 für den Linsentubus
zu bilden (eine Ausnehmung in der halbkreisförmigen Vertiefung 73U ist
in der Zeichnung nicht zu sehen). Im zusammengebauten Zustand besteht
daher keine Möglichkeit
für eigenständige Positionsänderungen
des Kopfteils 71 und der Bildaufnahmeeinheit 75.
Wenn die Bildaufnahmeeinheit 75 ausgetauscht wird, wird
das abnehmbare Kopfteil 71, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben,
vom Hauptgehäuse 70 abgenommen. Daraufhin
kann die Bildaufnahmeeinheit 75 aus dem starren Endbereich 2c separat
und unabhängig
von dem Hauptgehäuse 70 und
dem abnehmbaren Kopfteil 71 abgenommen werden. Auch in
diesem Fall besteht daher keine Gefahr, den Ultraschallwandler 10 und
seine Verdrahtung 12 bei der Instandhaltung und dem Service
der Bildaufnahmeeinheit 75 zu beschädigen.
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Aus
der vorangegangenen Beschreibung geht klar hervor, dass der starre
Endbereich eines endoskopischen Insertionsinstruments aus einem Hauptgehäuse und
einem abnehmbaren Kopfteil besteht, das trennbar mit dem Hauptgehäuse verbunden
ist. Da der starre Endbereich in das Hauptgehäuse und das abnehmbare Kopfteil
geteilt werden kann, ist es außerordentlich
einfach, Instandhaltungs- und Servicearbeiten,
einschließlich Überprüfung, Reparatur
und Austausch, von innen montierten Komponenten des starren Endbereichs
des Insertionsinstruments durchzuführen.