DE19908152A1 - Endoskop - Google Patents

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Endoskop mit einem langgestreckten Einführungsteil zum Einführen in Körperöffnungen eines Patienten, wobei in dem Einführungsteil ein oder mehrere, etwa parallel zu dessen Längserstreckung verlaufende, biegsame Stäbe angeordnet sind.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Endoskop mit einem langgestreckten Einführungsteil zum Einführen in Körperöffnungen eines Patienten.

Nicht nur bei der Endoskopie, sondern auch in immer stärkerem Umfang bei der Mikrochirurgie finden röhrenförmige, mit Lichtquelle und optischem System zum Einführen in natürliche oder künstliche Körperöffnungen eines Patienten versehene Endoskope Verwendung. Im einfachsten Fall handelt es sich bei einem derartigen Endoskop um eine gerade gestreckte Röhre aus Metall, in der verschiedene Lichtleitfasern aufgenommen sind, insbesondere ein Beleuchtungs- Lichtleiter und ein Bild-Lichtleiter. Für mikrochirurgische Behandlungszwecke können zusätzlich ein oder mehrere Arbeitskanäle vorhanden sein, durch die mikrochirurgische Operationsbestecke eingeführt werden können. Ferner sind sog. Laryngoskope bekannt, d. h. Endoskope mit einem gebogenen Einführungsteil, damit Untersuchungen oder Operationen im Bereich des Pharynx oder des Larynx durchgeführt werden können. Dabei muß die Krümmung des Einführungsteils möglichst exakt mit den anatomischen Verhältnissen im Bereich des Pharynx und des Larynx des betreffenden Patienten übereinstimmen, um die gewünschten Regionen auch erreichen zu können. Diese Instrumente können auch bei einer Intubation vorteilhaft eingesetzt werden, um eine optische Kontrolle des richtigen Sitzes eines Endotrachealtubus zu erlauben. Hierbei wird der Einführungsteil des Endoskops durch den Tubus geschoben und sodann unter optischer Kontrolle in der Trachea exakt plaziert, so daß anschließend der Tubus entlang des Endoskops-Einführungsteils vorgeschoben werden kann und dadurch unschwer seinen bestimmungsgemäßen Platz findet. Für diesen Zweck sind auch Endoskope mit einem flexiblen Einführungsteil im Handel, die mit Führungsrohren kombiniert werden können, welche dem flexiblen Endoskop einen vorgegebenen Krümmungsradius aufprägen. Da diese Führungsrohre starr sind, wären eine Vielzahl verschiedener Führungshülsen erforderlich, um für jeden Anwendungsfall den optimalen Krümmungsverlauf einstellen zu können. Deshalb ist auch bereits vorgeschlagen worden, ein flexibles Fiberendoskop nicht mit einer starren Hülse zu umgeben, sondern mit zwei langgestreckten Abwinklungszügen zu versehen, die am vorderen Ende des Einführungsteils befestigt sind, innerhalb von Kanälen verschiebbar aufgenommen und an ihrem rückwärtigen Ende mit einem oder mehreren Betätigungshebeln gekoppelt sind, durch deren Verstellung die beiden Abwinklungszüge unterschiedlich zurückgezogen werden können, wobei sich das flexible Einführungsteil in der betreffenden Richtung krümmt. Diese Anordnung erlaubt zwar eine Verstellung des Krümmungsradius eines Endoskops sogar während einer Operation, sie ist jedoch andererseits sehr aufwendig und muß mit beiden Händen bedient werden, so daß ein Arzt keine zusätzlichen Handgriffe mehr vornehmen kann. Darüber hinaus hat ein derartiges Endoskop eine sehr geringe Eigensteifigkeit, so daß bei dem Anstoßen an Hindernissen oftmals eine unerwünschte Durchbiegung auftritt.

Aus dem Nachteil des beschriebenen Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein Endoskop, insbesondere Laryngoskop, derart weiterzubilden, daß der Krümmungsverlauf des Einführungsteils optimal an die Anatomie eines Patienten angepaßt werden kann, während bei einer Untersuchung oder Operation der Krümmungsverlauf sicher beibehalten werden soll und das betreffende Endoskop mit nur einer Hand bedienbar sein soll.

Die Lösung dieses Problems gelingt bei einem gattungsgemäßen Endoskop dadurch, daß in dem Einführungsteil ein oder mehrere, etwa parallel zu dessen Längserstreckung verlaufende, biegsame Stäbe angeordnet sind. Diese Stäbe verleihen dem erfindungsgemäßen Endoskop eine ausreichende, innere Steifigkeit, so daß ein durch manuelles Biegen vor der Untersuchung oder Operation eingestellter Krümmungsverlauf dauerhaft beibehalten wird. Dadurch ist es dem Arzt erleichtert, das Endoskop auch durch Körperöffnungen mit stark gekrümmtem Verlauf bis zu einem gewünschten Ort zu schieben, andererseits wird es möglich, bspw. während mikrochirurgischer Operationen die Endoskopspitze durch entsprechende Bewegungen des außerhalb des Patienten verbleibenden Kontrollteils in dem gewünschten Umfang zu verlagern.

Dem erfindungsgemäßen Zweck dienlich ist es, wenn die biegsamen Stäbe eine relativ hohe Steifigkeit aufweisen, so daß sie gerade eben noch manuell gebogen werden können, während insbesondere die beim Einführen auftretenden Kräfte keinerlei Einfluß auf den Krümmungsverlauf des Endoskops haben.

Bei einem stark gekrümmten Verlauf des Endoskops können insbesondere bei einer Verdrehung desselben um die Längsrichtung des Einführungsteils erhebliche Kräfte auftreten. Für derartige Anwendungsfälle sind Endoskope mit zwei oder mehr zueinander etwa parallelen, biegsamen Stäben zur Stabilisierung besonders geeignet, da dieselben bei einer Verformung etwa schraubenartig verdreht würden, was jedoch erhebliche Gegenkräfte auslöst.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß der Stab (die Stäbe) aus einem weichen Metall, bspw. Kupfer gefertigt ist (sind). Der Querschnitt eines derartigen Stabs kann sich je nach Werkstoffbeschaffenheit zwischen 0,5 mm und etwa 5 mm bewegen und dient zur Einstellung der gewünschten Steifigkeit bzw. Biegefestigkeit. Damit das Endoskop in alle Richtungen gebogen werden kann, empfiehlt es sich, Stäbe mit einem kreisförmigen Querschnitt zu verwenden.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das langgestreckte Einführungsteil aus einem nachgiebigen Werkstoff gefertigt ist, bspw. Kunststoff. Die Aufgabe des Einführungsteils ist es einerseits, die umschlossenen Lichtleiter sowie Stäbe und eventuell Arbeitskanäle schützend zu umhüllen und gegenüber Körperflüssigkeiten abzudichten. Andererseits sollte der Mantel des Einführungsteils möglichst flexibel sein, damit nicht im Laufe der Zeit durch die Elastizität des Einführungsteils eine allmähliche Begradigung der eingestellten Krümmung eintreten kann.

Weitere Vorteile lassen sich dadurch erzielen, daß der Stab (die Stäbe) in zu der Längserstreckung des Einführungsteils etwa parallelen Kanälen aufgenommen ist (sind). Diese Kanäle dienen dazu, das Einführungsteil in engstem Kontakt zu dem biegefähigen Draht zu halten, so daß Relativbewegungen zwischen dem Mantel des Einführungsteils und dem die Krümmung definierenden Draht unmöglich sind. Diese Aufgabe wird besonders dadurch erfüllt, daß der Querschnitt eines Kanals dem Querschnitt eines darin aufgenommenen Stabs entspricht oder geringfügig kleiner ist als dieser.

Bei starken Krümmungen des erfindungsgemäßen Endoskops können auch in einem nachgiebigen Material erhebliche Spannungen auftreten, welche im Laufe der Zeit zu Querschnittsveränderungen innerhalb des Einführungsteils führen könnten. Deshalb sieht die Erfindung vor, daß der (die) biegsame(n) Draht (Drähte) zusammen mit Lichtleitfasern sowie ggf. einem oder mehreren Arbeitskanal (-kanälen) innerhalb eines Metallgeflechts angeordnet ist (sind). Ein derartiges Metallgeflecht kann sämtliche Leiter, Arbeitskanäle sowie die erfindungsgemäßen Drähte eng umschließen und damit zusammenbinden und aufgrund seiner ihm innewohnenden Verformungsfestigkeit Querschnittsveränderungen des Endoskops auch im Bereich von engen Biegeradien vermeiden.

Das langgestreckte Einführungsteil des erfindungsgemäßen Endoskops endet in einem außerhalb des Patienten verbleibenden Kontrollteil, in welchem sämtliche Lichtleiter, aber auch innere Arbeitskanäle od. dgl. münden. Wenn, wie die Erfindung weiterhin vorsieht, der (die) biegsame(n) Draht (Drähte) mit diesem Kontrollteil verbunden ist (sind), kann der Krümmungsverlauf des Einführungsteils gegenüber der Lage des Kontrollteils fixiert werden, so daß der Arzt allein durch Bewegung des Kontrollteils Verlagerungen des Einführungsteils bis hin zu der Endoskopspitze vornehmen kann. Der Arzt findet eine in sich stabile Anordnung vor, die ein definiertes, mechanisches Verhalten aufweist und sich unschwer kontrollieren läßt.

Besonders bevorzugt ist eine Anordnung, wobei der (die) biegsame(n) Draht (Drähte) mit dem Gehäuse des Kontrollteils verbunden ist (sind). Hierdurch wird das Gehäuse des Kontrollteils zu einer Handhabe weitergebildet, die für die Steuerung durch einen Arzt optimiert sein kann.

Insbesondere ist es möglich, in dem Kontrollteil des Endoskops ein mit einem Lichtleiter verbundenes Okular anzuordnen, so daß der Arzt hier ohne das Erfordernis weiterer, bildverarbeitender Geräte den Untersuchungs- oder Operationsbereich einsehen kann. Das Okular kann mit verschiedenen Mitteln zur Einstellung der Sehschärfe und/oder zur Vergrößerung kombiniert sein.

Es hat sich ferner als günstig erwiesen, daß in dem Kontrollteil oder in einem daran angeschlossenen Versorgungsteil eine mit einem Lichtleiter verbundene Lichtquelle angeordnet ist. Somit kann der zu untersuchende bzw. zu operierende Körperbereich optimal ausgeleuchtet werden, so daß sich durch das Okular auch feine Strukturen untersuchen lassen.

Ferner kann an den Lichtleiter für die Bildübertragung eine Videokamera angeschlossen und/oder angekoppelt sein bzw. werden. Das Bild einer derartigen Videokamera kann auf einem Monitor sichtbar gemacht werden, so daß mehrere Personen gleichzeitig das Geschehen verfolgen können. Der Arzt kann seine Untersuchungen durchführen, ohne eine zu dem Okular gebeugte Körperhaltung einnehmen zu müssen. Schließlich ist auf diesem Weg eine Dokumentation der Untersuchung oder Operation möglich.

Die erfindungsgemäße Videokamera kann sowohl in dem starr mit dem Einführungsteil verbundenen Kontrollteil oder auch in einem daran bspw. über Lichtleitfasern angeschlossenen Versorgungsteil angeordnet sein. Die letztere Konstruktion hat den Vorteil, daß auch hochwertigere und entsprechend schwerere Videokameras eingesetzt werden können, ohne daß hierdurch die Handhabbarkeit des erfindungsgemäßen Endoskops leidet.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1 den Einführungs- und den Kontrollteil eines erfindungsgemäßen En­ doskops in einer perspektivischen Ansicht, sowie

Fig. 2 einen stufig durchgeführten Schnitt durch den Einführungsteil des Endoskops nach Fig. 1.

Das erfindungsgemäße Endoskop 1 besteht aus einem Einführungsteil 2 und einem an dessen rückwärtigen Ende 3 angeordneten Kontrollteil 4. Das Kontrollteil 4 hat etwa eine zylindrische Gestalt, an deren rückwärtigem Ende ein Okular 5 angeordnet ist, dessen Bildschärfe an einem Dioptrienring 6 veränderbar ist. Zwischen dem Übergangsstück 3 zu dem Einführungsteil 2 und dem Dioptrienring 6 befindet sich ein "T-Anschlußstück" 7 mit einem radial verlaufenden Anschluß 8 für ein Lichtleiterkabel 9, welches zu einer nicht dargestellten Versorgungseinheit führt. In dieser ist sowohl eine Lichtquelle angeordnet, deren Licht über das Lichtleiterkabel 9 zu einem Beleuchtungs- Lichtleiter 10 des Einführungsteils 2 übertragen wird, sondern auch eine Videokamera, mit der das in einem Bild-Lichtleiter 11 des Einführungsteils 2 und über einen Lichtleiter des Verbindungskabels 9 übertragene, optische Bild in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, um auf einem Monitor dargestellt und/oder auf einem Recorder aufgezeichnet werden zu können. Gleichzeitig kann das in dem Bild-Lichtleiter 11 übertragene, optische Bild von einem Arzt an dem Okular 5 betrachtet werden.

Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Endoskops 1 liegt darin, daß zusammen mit dem Beleuchtungs-Lichtleiter 10 und dem Bild-Lichtleiter 11 innerhalb des Einführungsteils 2 ein biegsamer Stab 12 bspw. aus Kupfer vorhanden ist. Der biegsame Stab 12 hat einen kreisrunden Querschnitt mit einem Durchmesser, der je nach Werkstoff zwischen Bruchteilen eines Millimeters und mehreren Millimetern liegen kann, so daß eine ausreichende Steifigkeit bzw. Biegefestigkeit mit einer durch äußere, insbesondere manuelle Kräfte herbeiführbaren Verformbarkeit einhergeht. Deshalb behält der Stab 12 eine durch manuelle Krafteinwirkung hervorgerufene Krümmung dauerhaft bei, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist.

Der biegsame Stab 12 ist wie auch die benachbarten Lichtleiter 10 und 11 von einer nachgiebigen Hülle 13 umgeben, damit beim Biegen des Stabes 12 nicht durch Reibung od. dgl. Beschädigungen der Lichtleiter 10, 11 hervorgerufen werden können. Damit die Lichtleiter 10, 11 der durch die Biegung des Stabs 12 definierten Krümmung exakt folgen, sind die umhüllten 13 Lichtleiter 10, 11 zusammen mit dem Stab 12 von einem Metallgeflecht 14 eng umschlossen, welches die Lichtleiter 10, 11 dicht zusammen- und gemeinsam gegen den Stab 12 preßt. Infolge der jeweils kreisförmigen Querschnitte der einzelnen Elemente 10-12 nehmen diese querschnittlich stets die Eckpunkte eines etwa gleichseitigen Dreiecks ein, das von dem Drahtgeflecht 14 etwa kreisförmig umschlossen wird. Ferner entspricht der innere Kanal 15 des den Stab 12 umhüllenden Mantels 13 dem Querschnitt des Stabs 12 oder ist geringfügig kleiner als dieser, so daß der Stab 12 unter geringfügiger Dehnung der nachgiebigen Hülle 13 eingeschoben ist und keinerlei Relativbewegungen der Lichtleiter 10, 11 gegenüber dem Stab 12 möglich sind. Es ergibt sich somit eine äußerst stabile Anordnung, die beim Einführen in die Körperöffnung eines Patienten ihre Gestalt stets beibehält.

Die Steuerbarkeit des Einführungsteils 2 wird weiterhin dadurch erhöht, daß der Stab 12 an seinem rückwärtigen Ende mit dem Gehäuse des Kontrollteils 4 verbunden ist, so daß durch Bewegung desselben die Endoskopspitze 15 innerhalb des Patienten verlagert werden kann. Für Anwendungen, wo bei einem stark gekrümmten Verlauf des Einführungsteils 2 eine Drehung desselben um seine Längsrichtung innerhalb des Patienten vorgenommen werden muß, kann eine spezielle Ausführungsform verwendet werden, bei welcher innerhalb des Einführungsteils 2 insgesamt zwei biegsame Stäbe 12 vorhanden sind. Diese können einer Drehverformung des Einführungsteils 2 größere Kräfte entgegensetzen, da sie bei einer Verdrehung des Einführungsteils 2 schraubenförmig verdreht würden, was jedoch nicht einer Dreh-, sondern einer Biegebewegung entspricht, die von den Stäben aufgrund der ihnen innewohnenden Biegefestigkeit vermieden wird.

Schließlich ist das Metallgeflecht 14 des Einführungsteils 2 von einem äußeren Mantel 16 umgeben, der insbesondere die Aufgabe hat, das Drahtgeflecht 14 gegenüber dem Körper des Patienten zu isolieren.

Claims (13)

1. Endoskop (1) mit einem langgestreckten Einführungsteil (2) zum Einführen in Körperöffnungen eines Patienten, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einführungsteil (2) ein oder mehrere, etwa parallel zu dessen Längserstreckung verlaufende, biegsame Stäbe (12) angeordnet sind.

2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der (die) biegsame(n) Stab (Stäbe) (12) eine derartige Steifigkeit aufweisen, dass sie eine durch Biegung eingestellte Gestalt während des Einführens in eine Körperöffnung eines Patienten beibehalten.

3. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (die Stäbe) (12) aus einem weichen Metall, bspw. Kupfer, gefertigt ist (sind).

4. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (die Stäbe) (12) in zu der Längserstreckung des Einführungsteils (2) etwa parallelen Kanälen (15) aufgenommen ist (sind).

5. Endoskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt eines Kanals (15) dem Querschnitt des darin aufgenommenen Stabs (12) entspricht oder geringfügig kleiner ist als dieser.

6. Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das langgestreckte Einführungsteil (2) aus einem nachgiebigen Werkstoff gefertigt ist, bspw. Kunststoff.

7. Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der (die) biegsame(n) Stab (Stäbe) (12) zusammen mit Lichtleitfasern (10, 11) sowie ggf. einem oder mehreren Arbeitskanal (-kanälen) innerhalb eines Metallgeflechts (14) angeordnet ist (sind).

8. Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der (die) biegsame(n) Stab (Stäbe) (12) mit einem Kontrollteil (4) verbunden ist (sind).

9. Endoskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der (die) biegsame(n) Stab (Stäbe) (12) mit dem Gehäuse des Kontrollteils (4) verbunden ist (sind).

10. Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kontrollteil (4) ein mit einem Lichtleiter verbundenes Okular (5) angeordnet ist.

11. Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kontrollteil (4) oder einem daran angeschlossenen (9) Versorgungsteil eine mit einem Lichtleiter (10, 11) optisch gekoppelte Lichtquelle angeordnet ist.

12. Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an einen Lichtleiter (10, 11) angeschlossene und/oder ankoppelbare Videokamera.

13. Endoskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Videokamera in dem Kontrollteil (4) oder einem daran angeschlossenen (9) Versorgungsteil angeordnet ist.