DE19527245A1 - Vorrichtung für endoskopische oder gastroskopische Untersuchungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die endoskopische oder gastroskopische Untersuchung von Patienten, die ein Endo­ skop mit einem Sondenkopf aufweist, welcher mit einem Abbil­ dungsmeßwandler versehen ist, der vorzugsweise ein Ultraschall­ meßwandler oder auf Kamerabasis arbeitender Meßwandler ist, wobei das Endoskop entsprechend der üblichen Praxis durch den Mund des Patienten einführbar ist.

Es ist von Vorteil, daß eine derartige Vorrichtung Positions­ detektoreinrichtungen zur Lieferung von Sondenkopfpositionsin­ formationen aufweist, welche zusammen mit entsprechenden Abbil­ dungsuntersuchungsergebnissen in einer Aufzeichnungseinrichtung speicherbar sind.

Daher besteht im Zusammenhang mit den vielen Untersuchungen der hier in Betracht gezogenen Art eine Notwendigkeit zur Bestimmung und Aufzeichnung der Position der Sonde oder des Ultraschall­ kopfes während des betreffenden Untersuchungsvorgangs. Dies ist inbesondere dann von Interesse, wenn zu verschiedenen Zeitpunk­ ten oder von verschiedenen Stellen erhaltene Untersuchungser­ gebnisse zur Verfolgung der Entwicklung einer Störung oder Krankheit verglichen werden sollen. Eine für diesen Zweck ge­ eignete Aufzeichnungseinrichtung kann beispielsweise auf Auf­ zeichnungsmedien wie Videobändern oder dergleichen basieren.

Der in Verbindung mit der Vorrichtung für Untersuchungen der hier in Betracht gezogenen Art mehr oder weniger interessante Stand der Technik kann wie folgt kurz zusammengefaßt werden.

GB 2 073 418 beschreibt eine Ultraschallsonde zur Untersuchung des Magendarmtrakts und der angrenzenden Organe, wobei das Aus­ gangssignal eines Positionsaufzeichnungsgerätes zusammen mit einem von der Sonde erzeugten Bild aufgezeichnet werden kann, um eine Angabe zur dem Bild entsprechenden Position der Sonde zu liefern.

US-Patent 5 295 486 betrifft die transösophageale Echokardio­ graphie, bei der die Sondenposition mittels Induktionsspulen und -schleifen ermittelt wird, die teilweise in die Bahre des Pa­ tienten integriert sind. Diese Art der Positionsermittlung neigt zur Ungenauigkeit und das gesamte beschriebene System ist recht kompliziert.

GB 2 074 733 zeigt eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, bei der die Position einer Ultraschallsonde ermittelt und in einem Spei­ cher gespeichert wird und die Position der Ultraschallsonde und ein Ultraschalltomogramm gleichzeitig auf einem Anzeigebild­ schirm gezeigt werden. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht für endoskopische oder gastroskopische Untersuchungen gedacht.

US 4 896 673 beschreibt ein System zum Orten von z. B. einem Gallenstein in einem Patienten, bei dem die Position eines Ul­ traschallmeßwandlers durch Kameras überwacht wird. Wie bei der gerade erwähnten Britischen Patentschrift betrifft auch dieses bekannte System keine endoskopischen oder gastroskopischen Un­ tersuchungen.

EP 0 501 819 bezieht sich auf eine Ultraschalldiagnosevorrich­ tung mit einer in eine Körperhöhle eines zu untersuchenden Pa­ tienten einzuführenden Ultraschallsonde. Zur Erleichterung einer genauen Diagnose ist eine Einrichtung vorgesehen, um Angaben über die von dem Patienten während des Ultraschallabbildens eingenommene Körperhaltung von Hand einzugeben.

US 5 156 155 zeigt in seiner Fig. 1, daß ein Endoskop mit einer sichtbaren Entfernungsskala oder -anzeige entlang eines Teils seiner Länge an sich bekannt ist.

US 4 642 687 beschreibt eine Vorrichtung zur Erzeugung oder Kombination von übereinandergelegten Bildern aus zwei verschie­ denen Quellen oder Systemen, wie beispielsweise einer Videokame­ ra. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht im Zusammenhang mit Informationen über die Position des Ultraschallkopfes, die zusammen mit entsprechenden Bilduntersuchungsergebnissen in geeigneten Aufzeichnungseinrichtungen oder -vorrichtungen zu speichern ist, beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte und dennoch genaue Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, die in ihrer Anwendung praktische Vorteile aufweist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß bestehen die neuartigen und speziellen Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung in erster Linie darin, daß das an sich bekannte Endoskop über seine Länge eine sichtbare Ent­ fernungsskala oder -anzeige aufweist und daß die Positionsdetek­ toreinrichtung eine kleine Videokamera mit einer Befestigungs­ vorrichtung zum Halten der Kamera in einer festen Position in bezug auf die Zähne des Patienten aufweist, wobei das Gesichts­ feld der Kamera das Endoskop und die Entfernungsskala bzw. -anzeige darauf beim Einführen in den Mund des Patienten erfaßt.

Unter den erreichten Vorteilen sei erwähnt, daß die vorliegende Vorrichtung in hohem Maße einerseits auf üblichen oder bekannten Bauteilen, wie der Videokamera, und andererseits aufrecht ein­ fachen, aber dennoch speziellen Bauteilen, wie der Befestigungs­ vorrichtung zum Halten der Kamera, basiert, wobei eine derartige Vorrichtung vorzugsweise einen während der Untersuchung zwischen die Zähne des Patienten klemmbaren Beißschutz (Mundstück) auf­ weist.

Wegen ihrer einfachen und zuverlässigen Arbeitsprinzipien benö­ tigen die Anwender in Krankenhäusern und anderen medizinischen Einrichtungen zur Bedienung dieser Vorrichtung nur wenig Übung und Anweisungen. Mit der oder den Zahnreihen des Patienten als Referenz ist die Positionsbestimmung und -aufzeichnung sehr gut definiert, beispielsweise, wie oben erwähnt durch das Vorsehen einer sichtbaren Entfernungsskala oder -anzeige entlang der Länge des Endoskops. Daher sind in der tatsächlichen Praxis wie­ derholte Untersuchungen desselben Gebietes, beispielsweise des Herzens mit der Aorta, reproduzierbar. Das bedeutet, daß Krank­ heitsüberwachung bei Verwendung dieser Vorrichtung repräsentati­ ver und zuverlässiger ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher beschrieben. Sie zeigt in schematischer und vereinfachter Form die Vorrichtung bei Verwendung bei einem Patienten, dessen Herzregion zu untersuchen ist.

Die Zeichnung zeigt auf der rechten Seite einen Patienten mit einem Herzen 1, das mittels eines Sondenkopfes 6 an der Spitze eines Endoskops 5 einer endoskopischen Untersuchung unterzogen wird. Der Sonden- oder Meßwandlerkopf kann beispielsweise zum Abbilden von Bereichen des Herzens 1, wie beispielsweise der Aorta, ausgebildet sein.

Zwar wurde diese Erfindung in erster Linie in Verbindung mit Ultraschallverfahren, wie gerade erwähnt, entwickelt, aber auch andere Anwendungsbereiche können in Betracht gezogen werden, beispielsweise bei gastroskopischen Verfahren und mit einem Sondenkopf, der eine Kamera oder eine andere optische Sensor­ einrichtung trägt.

Das Endoskop 5 wird wie dargestellt entsprechend der üblichen Praxis durch den Mund des Patienten eingeführt und, wie an sich bekannt ist, ist das Endoskop 5 mit Anzeigen 15 versehen, die eine Entfernungs- oder Längenskala bilden, die beispielsweise in Zentimeter vorliegen kann und bei der die distale Spitze am Ende der Sonde 6 als Ursprungs- oder Nullreferenzpunkt gewählt wird. Demnach besteht bei der im folgenden zu beschreibenden vollstän­ digen Positionsdetektoranordnung bezüglich der durch den Mund des Patienten eingeführten Länge des Endoskops keine Notwendig­ keit für eine Kalibrierung und die Untersuchung ist in bezug auf jeden Patienten ohne Kalibrierung individuell reproduzierbar.

Eine wichtige Komponente in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Form eines Mundstückes oder eines Beißschutzes 3, der zwischen den Zähnen des Patienten zu halten ist, damit er wäh­ rend der Untersuchung eine sehr gut definierte und festgelegte Position einnimmt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat das Mundstück 3 einen äußeren, leicht flanschähnlichen Teil und einen schmaleren Teil, der von dem Flanschteil aus zwischen den Zähnen in den Mund des Patienten ragt. Dieser vorstehende Teil ist so bemessen und geformt, daß er sicher zwischen den Zähnen des Patienten angeordnet werden kann und dem Patienten gleich­ zeitig nicht unangenehm ist. Für die Teile dieses Mundstückes 3 stehen geeignete Kunststoffmaterialien zur Verfügung.

Mittig durch das Mundstück 3 verläuft eine Durchgangsöffnung für das wie in der Zeichnung dargestellt einzuführende Endoskop 5. Ein an dem Mundstück 3 angebrachter kleiner Träger oder Halter 7A ist zum Halten einer Miniaturvideokamera 7 in einer derarti­ gen Position ausgebildet, daß diese die Entfernungsskala oder -anzeigen 15 auf dem Endoskop 5 am Punkt des Eintritts in das Mundstück 3 lesen oder erkennen kann. Daher kann die nach außen weisende Vorderfläche des Mundstückes 3 als Referenzebene oder -punkt verwendet werden, wobei die Entfernungsanzeigen in bezug auf diese mittels der Kamera 7 beobachtet werden. Dies stellt ein sehr einfaches und zuverlässiges Prinzip der Positionsbe­ stimmung und Aufzeichnung der gegenwärtigen Position des Sonden­ kopfes 6 in dem in Frage kommenden Bereich zu jedem Zeitpunkt während einer Untersuchung dar. In diesem Zusammenhang ist es wesentlich, daß diese Sondenkopfpositionsinformation zusammen und gleichzeitig mit der aus der Untersuchung mittels des Son­ denkopfes 6 resultierenden Bildinformation gespeichert oder aufgezeichnet wird.

Für die notwendigen Steueroperationen, die Signalverarbeitung und -aufzeichnung in bezug auf die gerade erwähnten Informa­ tionsbeiträge ist in der Zeichnung eine Ultraschalleinheit 21 in schematischer Blockform dargestellt, die im Grunde bei den medi­ zinischen Ultraschallerfassungs- und -untersuchungssystemen von allgemein bekannter Art sein kann und die über ein Kabel 11, das auch Leiter für verschiedene Steuerfunktionen in Verbindung mit dem Endoskop 5 und insbesondere dem Sondenkopf 6 enthält, mit Bildinformation beliefert wird. Wie gezeigt, ist eine mechani­ sche und elektrische Elemente für die Handhabung und Bedienung des Endoskops 5 insgesamt enthaltende Endoskopsteuervorrichtung 5A vorgesehen. Von der Kamera 7 aus ist ein Kabel 12 zum Weiter­ leiten von Positionsinformation über eine Kamerasteuereinheit 19 in eine Kombinations- oder Verarbeitungseinheit 22 vorgesehen. Diese Einheit empfängt ferner Bildinformationen oder Videosigna­ le 21A von der Ultraschalleinheit 21, um die Bild- und die Posi­ tionsinformation zur Anzeige oder Aufzeichnung zu kombinieren, wobei dieser Kombiniervorgang (Bild-in-Bild) an sich bekannt ist, beispielsweise entsprechend den in der oben erwähnten US 4 642 687 beschriebenen Prinzipien.

Ein Ausgang 22A ist dargestellt, der von der Kombinationseinheit 22 zu einer Anzeigeeinheit 23 führt, auf deren Bildschirm wäh­ rend der Untersuchung eines Patienten interessierende Darstel­ lungsexemplare gezeigt werden. Dieser weist einen Ultraschall­ abschnitt 30 der interessierenden Herzregion auf, wobei bei­ spielsweise verschiedene Blutströmungsgeschwindigkeiten inner­ halb der Herzstrukturen oder -regionen, bei denen Störungen vorliegen könnten, gezeigt sind. Auf demselben Bildschirm und gleichzeitig mit der Darstellung 30 ist ein Fenster 31 zu sehen, das das Bild oder die Szene zeigt, die von der Kamera 7 abgebil­ det wird. Genauer gesagt, zeigt das Fenster 31 einen Teil des Mundstückes 3′ und einen Teil 5′ des Endoskops mit den Entfer­ nungsanzeigen 15′, so daß dem Untersuchungspersonal sowohl das Ultraschallbild oder die -abschnittsinformation als auch die genaue Positionsinformation bezüglich der Positionierung des Sondenkopfes im Patienten und in bezug auf das Herz 1 geboten wird. Tests haben ergeben, daß die Zähne des Patienten in dieser Vorrichtung bzw. diesem System eine sehr zuverlässige Positionsreferenz darstellen. Natürlich gehört zu der Skala oder den Anzeigen 15 bzw. 15′ eine Zentime­ terskala, welche ebenfalls in dem Fenster 31 auf dem Anzeige­ bildschirm 23 abgelesen werden kann, obwohl diese Zentimeter­ skala bzw. Zahlen in der Zeichnung der Deutlichkeit wegen nicht gezeigt sind.

Zusätzlich zu dem Anzeigebildschirm bzw. der Anzeigeeinheit 23 - und vielleicht von größerer Bedeutung als diese - ist eine Auf­ zeichungseinheit 24 vorgesehen, die ebenfalls über Leitung 22A mit der Kombinationseinheit verbunden ist. Auf diese Weise ist sie imstande, das kombinierte Signal bzw. die kombinierten In­ formationen, die der Anzeige auf der Einheit 23 entsprechen, zu empfangen. Wenn solche Informationen beispielsweise auf einem Videoband aufgezeichnet werden, können auf diese Weise, wie erläutert, die Untersuchungsergebnisse zusammen mit der Posi­ tionsinformation zur späteren Verwendung gespeichert werden, so daß die Ergebnisse einer Untersuchung mit Ergebnissen entspre­ chender früherer oder späterer Untersuchungen verglichen werden können.

Claims (3)

1. Vorrichtung für die endoskopische oder gastroskopische Untersuchung von Patienten, mit einem Endoskop (5), das einen Sondenkopf (6) aufweist, der mit einem Bildmeßwandler versehen ist, welcher vorzugsweise ein Ultraschallmeßwand­ ler oder ein Meßwandler auf Kamerabasis ist, wobei das Endoskop (5) durch den Mund des Patienten einführbar ist, und mit Positionsdetektoreinrichtungen (7, 15) zur Lieferung von Sondenkopfpositionsinformationen, die zusammen mit entsprechenden Bilduntersuchungsergebnissen in einer Auf­ zeichnungseinrichtung (24) speicherbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Endoskop (5), wie an sich bekannt, entlang seiner Länge eine sichtbare Entfernungsskala oder -anzeige (15) aufweist,
daß die Positionsdetektoreinrichtungen eine kleine Videoka­ mera (7) mit einer Befestigungsvorrichtung (7A) zum Halten der Kamera in einer festgelegten Position in bezug auf die Zähne des Patienten aufweisen, wobei das Gesichtsfeld der Kamera das Endoskop (5) und die darauf befindliche Entfer­ nungsskala oder -anzeige am Punkt des Eintritts in den Mund des Patienten erfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung ein Mundstück (Beißschutz) (3) aufweist, das zwischen die Zähne des Patienten geklemmt werden kann und mit einer Durchgangsöffnung zur Einführung des Endoskops (5) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Gesichtsfeldes der Kamera (7) im wesentlichen senkrecht zu der Achse der Durchgangsöffnung ausgerichtet ist und letztere vorzugsweise schneidet.