DE202010018051U1 - Highly flexible endoscope - Google Patents

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Abstract

Hochflexibles Endoskop bzw. Endoskopaufsatz zur Untersuchung von insbesondere mechanisch oder sensorisch empfindlichen Kanälen, dadurch gekennzeichnet dass es – vollständig oder teilweise aus Polymeren oder Organosiliziumverbindungen einer Gruppe oder einer Kombination mehrerer Polymergruppen oder Organosiliziumverbindungen oder auch anderen Materialien, welche thermisch oder mit Strahlung im Spektrum von Infrarot bis Extreme UV aushärtend sind, besteht, im Folgenden als Silikon oder Silikone bezeichnet, und – zur Bildübertragung eine Wellenleitermatrix 1, die aus im für die Anwendung benötigten Lichtspektrum transparenten Silikonen mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufgebaut ist, wobei die Wellenleiterschichten mit dem höheren Brechungsindex 8 der Bildübertragung dienen und die Schichten mit dem niedrigeren Brechungsindex 9 die Isolation zwischen den einzelnen Wellenleitern und Wellenleiterschichten bilden, und – ein Linsensystem 2, welches das Bildsignal auf die Wellenleitermatrix fokussiert, wobei das Linsensystem aus einer oder mehreren, in für die jeweilige Anwendung geeigneter Reihenfolge angeordneten Linsen und Blenden besteht, welche jeweils im Falle der Linsen aus einem oder mehreren optisch transparenten und im Falle der Blenden optisch undurchlässigen Silikonen bestehen, – ein Dreischichtsystem aus optisch transparenten Silikonen mit einem niedrigeren 5, höheren 6 und niedrigeren 7 Brechungsindex, wobei das Licht in der sich in der Mitte befindlichen Schicht mit dem höheren Brechungsindex geführt wird, – eine optisch undurchlässige Schicht 4 vorzugsweise aus Silikon zur optischen Trennung der Bildübertragungseinheit und der Lichtzuführung, – am proximalen Ende eine vorzugsweise opto-mechanische Kopplungsschnittstelle, über die es vorzugsweise an das distale Ende eines handelsüblichen Endoskops, an einen Kamerachip oder an eine andere Signalauswerteeinheit, die im für die Anwendung benötigten Lichtspektrum sensitiv ist, gekoppelt wird, – und eine Außenummantelung, welche vorzugsweise optisch isolierend ist und vorzugsweise aus Silikon oder anderen hochflexiblen Materialien oder Dünnschichten besteht, besitzt.Highly flexible endoscope or endoscope attachment for the investigation of particularly mechanically or sensory sensitive channels, characterized in that it - completely or partially from polymers or organosilicon compounds of a group or a combination of several polymer groups or organosilicon compounds or other materials which thermally or with radiation in the spectrum of infrared to Extreme UV curing, there is, hereinafter referred to as silicone or silicones, and - for image transmission, a waveguide matrix 1, which is made up of in the light spectrum required for the application transparent silicones with different refractive indices, wherein the waveguide layers with the higher refractive index 8 of the image transmission serve and the layers with the lower refractive index 9 form the insulation between the individual waveguides and waveguide layers, and - a lens system 2, which the image signal to the We Llenleitermatrix focussed, wherein the lens system consists of one or more, arranged in a suitable order for each application lenses and diaphragms, each consisting in the case of the lenses of one or more optically transparent and in the case of the visually optically impermeable silicones, - a three-layer system optically transparent silicones having a lower 5, higher 6 and lower 7 refractive index, wherein the light is guided in the middle layer with the higher refractive index, - an optically impermeable layer 4 preferably of silicone for optical separation of the image transfer unit and the light supply At the proximal end, a preferably opto-mechanical coupling interface via which it is preferably sensitive to the distal end of a commercially available endoscope, to a camera chip or to another signal evaluation unit that is sensitive in the light spectrum required for the application, is coupled, and an outer sheath, which is preferably optically insulating and preferably made of silicone or other highly flexible materials or thin films possesses.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochflexibles Endoskop, welches vollständig oder teilweise aus Polymeren oder Organosiliziumverbindungen einer Gruppe oder einer Kombination mehrerer Polymergruppen oder Organosiliziumverbindungen oder auch anderen Materialien, welche thermisch oder mit Strahlung im Spektrum von Infrarot bis Extreme UV aushärtend sind, besteht.The present invention relates to a highly flexible endoscope which consists wholly or partly of polymers or organosilicon compounds of a group or a combination of a plurality of polymer groups or organosilicon compounds or other materials which thermally or with radiation in the spectrum of infrared to extreme UV curing.

Für Untersuchungen von kleinsten mechanisch oder sensorisch hochempfindlichen Kanälen insbesondere in der Medizin existieren bislang nur Glasfaser-Endoskope, wie sie beispielsweise aus US000003010357A und DE000001901484U bekannt sind. Diese sind flexibel, aber nicht hochflexibel und immer noch zu starr und hart, um schmerz- und verletzungsfrei beispielsweise über die Tuba auditiva ins Mittelohr eingeführt werden zu können. Damit bergen sie die Gefahr von Blutungen und Verletzungen der Schleimhaut, die u. a. zu Narbenbildung mit nachfolgender chronischer Mittelohrentzündung führen können. Obwohl einige flexible Glasfaserendoskop-Modelle eigens für solche Anwendungen entwickelt worden sind, werden sie in der Praxis aufgrund der geschilderten möglichen Komplikationen und der hohen Schmerzbelastung während der Untersuchung nicht zur Mittelohrdiagnostik eingesetzt. Da auch computer- oder magnetresonanztomographische Aufnahmen oft keine eindeutige Diagnose vom Mittelohr und dem Zustand der Tuba auditiva erlauben, werden bei Vermutung einer Mittelohrentzündung immer noch chirurgische Eingriffe (Tympanoskopie) zu diagnostischen Zwecken durchgeführt, die eine lange und schmerzhafte Genesungsphase des Patienten nach sich ziehen und mit denen hohe unmittelbare und Folge-Kosten verbunden sind.For examinations of the smallest mechanically or sensory highly sensitive channels, especially in medicine, only glass fiber endoscopes, such as those made, for example, exist so far US000003010357A and DE000001901484U are known. These are flexible, but not highly flexible and still too rigid and hard, so that they can be inserted into the middle ear, for example through the tuba auditiva, without pain and injury. Thus, they involve the risk of bleeding and mucosal injury, which can lead to scarring with subsequent chronic otitis media. Although some flexible fiber optic endoscope models have been developed specifically for such applications, they are not used in practice because of the described possible complications and the high pain load during the examination for middle ear diagnosis. Since computer or magnetic resonance tomography images often do not allow a clear diagnosis of the middle ear and the condition of the tuba auditiva, assuming otitis media, surgical procedures (tympanoscopy) are still performed for diagnostic purposes, resulting in a long and painful recovery of the patient with which high immediate and consequential costs are associated.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein weiches, hochflexibles Endoskop aus Silikon geschaffen, welches die in [0002] geschilderten Probleme löst und auch zur Untersuchung anderer schwer zugänglicher und empfindlicher Bereiche des Körpers, wie beispielsweise der Bauchspeicheldrüse, des Urogenitaltrakts, der Harnröhre, der Blase, des Gallengangs, der Nasenneben- und der Stirnhöhlen oder als Träger von Cochlea-Implantaten zu ihrer korrekten Platzierung eingesetzt werden kann. Des Weiteren kann das Silikon-Endoskop in allen anderen Bereichen der Medizin, Wissenschaft und Industrie eingesetzt werden, wo eine besonders hohe Flexibilität, Bruchsicherheit und/oder geringe Materialhärte benötigt werden.The present invention provides a soft, highly flexible endoscope made of silicone that solves the problems described in [0002] and also for examining other difficult to access and sensitive areas of the body, such as the pancreas, the urogenital tract, the urethra, the bladder, bile duct, sinus and frontal sinuses, or as carriers of cochlear implants for proper placement. Furthermore, the silicone endoscope can be used in all other fields of medicine, science and industry, where a particularly high flexibility, breakage resistance and / or low material hardness are needed.

Das hochflexible Silikon-Endoskop besteht vorzugsweise aus den im Folgenden geschilderten Komponenten:The highly flexible silicone endoscope preferably consists of the components described below:

einer Wellenleitermatrix 1, die aus optisch transparenten Silikonen mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufgebaut ist, wobei die Wellenleiterschichten mit dem höheren Brechungsindex 8 zur Bildübertragung dienen und die Schichten mit dem niedrigeren Brechungsindex 9 die Isolation zwischen den einzelnen Wellenleitern und Wellenleiterschichten bilden;a waveguide matrix 1 which is composed of optically transparent silicones with different refractive indices, the waveguide layers having the higher refractive index 8th for image transfer and the lower refractive index layers 9 form the insulation between the individual waveguides and waveguide layers;

einem Dreischichtsystem aus nieder- 5, hoch- 6 und niederbrechenden 7 optisch transparenten Silikonen, das als Lichtzuführung dient, wobei das Licht in der hochbrechenden, sich in der Mitte befindlichen Schicht geführt wird;a three-layer system consisting of 5 , high- 6 and breaking down 7 optically transparent silicons serving as a light supply, the light being guided in the high refractive center layer;

einer optisch isolierenden Silikonschicht 4, die sich zwischen Bildübertragungseinheit und Lichtzufuhrkanal befindet und die beiden optischen Signale voneinander trennt;an optically insulating silicone layer 4 which is located between the image transfer unit and the light supply channel and separates the two optical signals;

einem Linsensystem 2, welches das Bildsignal auf die Wellenleitermatrix fokussiert, wobei das Linsensystem aus einer oder mehreren, in für die jeweilige Anwendung geeigneter Reihenfolge angeordneten Linsen und Blenden besteht, welche jeweils aus einem oder mehreren Silikonen bestehen, und das Linsensystem vorzugsweise zum Schutz vor Lichteinfall durch die Lichtzuführung in eine Silikonschicht mit einem niedrigeren Brechungsindex 3 eingelassen sein kann.a lens system 2 which focuses the image signal onto the waveguide matrix, the lens system consisting of one or more lenses and diaphragms arranged in appropriate order for the respective application, each of which consists of one or more silicones, and the lens system preferably for protection against light incidence by the light supply in a silicone layer with a lower refractive index 3 can be admitted.

Die in der Gebrauchsmusterschrift als mit Silikon referenzierten Materialien umfassen Materialien, die gegenwärtig existieren, die mit thermischen und/oder optischen Verfahren aushärtend sind, beispielsweise die thermisch oder mit UV-Licht härtenden Polymere oder Organosiliziumverbindungen, bspw. Polysiloxane, Polyacrylate, Silicasole, Silicaorganosole, Vinylgruppen, Kautschuke, Klebstoffe auf organischer und anorganischer Basis etc., aber auch andere neuartige Materialien, die in Zukunft noch entwickelt werden, und auch thermisch oder mit anderen Lichtwellenlängen, wie z. B. im Infraroten, sichtbaren Licht, Deep-UV oder Extreme UV oder anderen Verfahren aushärtend sind.The materials referenced as silicone in the utility model include materials which currently exist which are thermosetting and / or optical curing agents, for example the thermally or UV-curable polymers or organosilicon compounds, for example polysiloxanes, polyacrylates, silica sols, silica organosols, Vinyl groups, rubbers, adhesives on organic and inorganic base, etc., but also other novel materials that will be developed in the future, and also thermally or with other wavelengths of light, such. B. in the infrared, visible light, deep UV or Extreme UV or other methods are curing.

Die Silikonwellenleiter können je nach Anforderung und Herstellweise und den Brechungsindizes der verwendeten Silikone ein- oder multimodig sein, Stufenindex- als auch Gradientenindexprofile, sowie unterschiedliche Querschnittsformen haben, z. B. halbkreis-, trapez-, rechteck-, dreieckförmig, quadratisch, rund, elliptisch oder oval, etc. Die Querschnittsfläche der einzelnen Silikonwellenleiter kann dabei je nach Anwendung vom Submikrometer-Bereich bis zu einigen Millimeter reichen. Des Weiteren können die Wellenleiter als Streifenwellenleiter in beliebiger Form ausgeprägt sein, beispielsweise als Rippenwellenleiter, vergrabene Wellenleiter, inverse Rippenwellenleiter, etc. oder als Fasern, einzeln ummantelt oder nicht ummantelt. Sie können in einem festen Verbund oder lose oder partiell untereinander teil- oder schicht- oder matrixweise befestigt in einer ausgehärteten, teilausgehärteten, flüssigen oder gelartigen Matrix aus Silikon oder anderen aushärtenden und nicht aushärtenden Medien sein.Depending on the requirements and the method of preparation and the refractive indices of the silicones used, the silicone waveguides may be mono- or multimodal, have step-index as well as gradient-index profiles, as well as different cross-sectional shapes, eg. B. semicircular, trapezoidal, rectangular, triangular, square, round, elliptical or oval, etc. The cross-sectional area of the individual silicone waveguides can range depending on the application of submicrometer range up to a few millimeters. Furthermore, the waveguides can be embodied as strip waveguides in any desired form, for example as ridge waveguides, buried waveguides, inverse ridge waveguides, etc. or as fibers, individually sheathed or not sheathed. They may be in a solid composite or loosely or partially inter-particle, layered or matrix-wise affixed in a cured, partially cured, liquid or gel matrix of silicone or other thermosetting and non-hardening media.

Das distale Ende der Wellenleitermatrix kann einen beliebigen, gewünschten Querschnittswinkel haben, wie zum Beispiel 0°, 30° und 45°, siehe . Damit und durch das Anpassen des Linsensystems 2 lässt sich der jeweils für die Anwendung geeignete Blickwinkel des hochflexiblen Endoskops erreichen.The distal end of the waveguide matrix may have any desired cross-sectional angle, such as 0 °, 30 ° and 45 °, see , With it and by adjusting the lens system 2 The angle of view of the highly flexible endoscope which is suitable in each case for the application can be achieved.

Das geordnete Wellenleiterbündel kann sowohl zur Bildübertragung als auch zur Lichtzuführung verwendet werden und kann somit sowohl als Bildübertragungsmatrix als auch als Beleuchtungszuführung in hochflexiblen Endoskopen aber auch in Beleuchtungsvorrichtungen eingesetzt werden.The ordered waveguide bundle can be used both for image transmission and for light supply and can thus be used both as an image transmission matrix and as a lighting supply in highly flexible endoscopes but also in lighting devices.

Die Lichtzuführung 5–7 kann beim Silikon-Endoskop alternativ auch einschichtig 6 ausgeführt sein oder auch aus einer oder mehreren der in [0010] beschriebenen Wellenleiterschichten bestehen.The light supply 5 - 7 can also be single-layered on the silicone endoscope 6 be executed or consist of one or more of the waveguide layers described in [0010].

Die Linsen und der Linsenverbund des in [0008] beschriebenen Linsensystems 2 können ganz oder teilweise aus Silikon, anderen optischen Kunststoffen oder Gläsern bestehen. Die Blenden können aus für die jeweilige Anwendung geeigneten Materialien bestehen, wie beispielsweise Silikon, Kunststoffen, anorganischen Halbleitern und Isolatoren, Verbundstoffen, Metallen oder einer Kombination dieser Werkstoffe.The lenses and the lens composite of the lens system described in [0008] 2 may be wholly or partly silicone, other optical plastics or glasses. The diaphragms can be made of materials suitable for the particular application, such as, for example, silicone, plastics, inorganic semiconductors and insulators, composites, metals or a combination of these materials.

Die Silikonschicht mit dem niedrigeren Brechungsindex 3, welche das Linsensystem vor Lichteinfall durch die Lichtzuführung schützt, kann fertigungsbedingt zusätzlich zum Linsensystem auch die Wellenleitermatrix ummanteln.The silicone layer with the lower refractive index 3 , which protects the lens system from light through the light supply, can also cover the waveguide matrix in addition to the lens system due to production reasons.

Das Endoskop kann zum optischen und mechanischen Schutz, zum besseren Gleiten im Kanal, aus Biokompatibilitäts- oder aus anderen Gründen mit einer für die Anwendung geeigneten Außenummantelung beschichtet sein, beispielsweise einer vorzugsweise optisch isolierenden Antihaftbeschichtung aus Silikon, Teflon oder anderen vorzugsweise hochflexiblen Materialien, welche zusätzlich mit einer monomolekularen Schicht eines oder einer Mischung von Halogensilanen beschichtet sein können.The endoscope may be coated for optical and mechanical protection, for better sliding in the channel, for biocompatibility or other reasons with a suitable for the application of outer sheath, for example a preferably optically insulating non-stick coating of silicone, Teflon or other preferably highly flexible materials, which may be coated with a monomolecular layer of one or a mixture of halosilanes.

Die Außenummantelung des Endoskops kann zum besseren Gleiten im Kanal, aus strukturmechanischen oder aus anderen Gründen an ihrer Oberfläche und/oder insgesamt strukturiert sein, vorzugsweise mit einer Mikro- oder Nanostrukturierung, die vorzugsweise die Wirkung der Antihaftbeschichtung verstärkt.The outer covering of the endoscope may be structured on its surface and / or overall for better sliding in the channel, structural or other reasons, preferably with a micro- or nanostructuring, which preferably enhances the effect of the non-stick coating.

Die Außenummantelung des Endoskops kann aus strukturmechanischen Gründen, beispielsweise zur Versteifung des Endoskops in Schubrichtung bei gleichzeitiger Wahrung der Biegsamkeit und/oder zur Integration der Aktuatoren zur Steuerung des Endoskops und anderer Funktionen auf geeignete Weise strukturiert sein.The outer casing of the endoscope may be structurally structured, for example, to stiffen the endoscope in the thrust direction while maintaining the flexibility and / or to integrate the actuators to control the endoscope and other functions in a suitable manner.

In die optische Isolationsschicht 4 können weitere Funktionen integriert sein, beispielsweise ein System zur Steuerung des Endoskops, Kanäle zum Einleiten und Absaugen von Flüssigkeiten, Laser- und/oder Operationskanäle und/oder -vorrichtungen. Diese weiteren Funktionen können auch an, in und unterhalb der Außenummantelung und an jeder beliebigen anderen Stelle des Endoskops integriert sein.In the optical isolation layer 4 For example, a system for controlling the endoscope, channels for introducing and aspirating liquids, laser and / or surgical channels and / or devices can be integrated. These other functions may also be integrated with, in and below the outer sheath and at any other location on the endoscope.

Das System zur Steuerung des Endoskops kann vorzugsweise in Form von Seil- oder Bowdenzügen realisiert sein, vorzugsweise durch Verwendung von Metall-, Kunststoff-, oder Verbundstofffäden oder -bändern zur Kraftübertragung und Kapillaren oder Gleitkanälen aus Kunststoffen, Silikonen, anorganischen Halbleitern und Isolatoren, Verbundstoffen oder Metallen, die in geeigneter Weise in Teilen oder am Stück angeordnet, verbunden und strukturiert sind.The system for controlling the endoscope may preferably be realized in the form of cable or bowden cables, preferably by use of metal, plastic, or composite threads or bands for power transmission and capillaries or sliding channels of plastics, silicones, inorganic semiconductors and insulators, composites or metals which are suitably arranged, connected and patterned in parts or in pieces.

An seinem proximalen Ende besitzt das Silikonendoskop vorzugsweise eine opto-mechanische Kopplungsschnittstelle, über die es vorzugsweise an das distale Ende eines handelsüblichen Endoskops, an einen Kamerachip oder an eine andere Signalauswerteeinheit, die im für die Anwendung benötigten Lichtspektrum sensitiv ist, gekoppelt wird.At its proximal end, the silicone endoscope preferably has an opto-mechanical coupling interface via which it is preferably coupled to the distal end of a commercially available endoscope, to a camera chip or to another signal evaluation unit that is sensitive in the light spectrum required for the application.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 1 bis 5 dargestellt, wobei in dem Beispiel das Linsensystem 2 als Einzellinse, die Lichtzuführung als Dreischichtsystem 5–7 und die Wellenleiter 10 als Rippenwellenleiter ausgeführt sind, die optisch transparente Silikonschicht 3 sowohl das Linsensystem als auch die Wellenleitermatrix umgibt und die Außenummantelung nicht dargestellt ist. So zeigtAn embodiment of the invention is in the 1 to 5 in the example, the lens system 2 as a single lens, the light supply as a three-layer system 5 - 7 and the waveguides 10 are designed as rib waveguide, the optically transparent silicone layer 3 surrounds both the lens system and the waveguide matrix and the outer sheath is not shown. So shows

1 die Skizze des Silikonendoskops; 1 the sketch of the silicone endoscope;

2 die Schnittansicht des Silikonendoskops an zwei in 1 angezeigten Ebenen; 2 the sectional view of the silicone endoscope at two in 1 displayed levels;

3 den Querschnitt der Wellenleitermatrix; 3 the cross section of the waveguide matrix;

4 das distale Ende des Silikonendoskops; 4 the distal end of the silicone endoscope;

5 die 0°- und 45°-Schnitte durch die Wellenleitermatrix zur Blickwinkeleinstellung. 5 the 0 ° and 45 ° cuts through the waveguide matrix for viewing angle adjustment.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
WellenleitermatrixFiber matrix
22
Linsensystemlens system
33
Optisch transparente Umhüllung der Linse und der Wellenleitermatrix mit einem niedrigeren BrechungsindexOptically transparent cladding of the lens and the waveguide matrix with a lower refractive index
44
Optisch isolierende SchichtOptically insulating layer
55
Optisch transparente Schicht mit einem niedrigeren BrechungsindexOptically transparent layer with a lower refractive index
66
Optisch transparente Schicht mit einem höheren BrechungsindexOptically transparent layer with a higher refractive index
77
Optisch transparente Schicht mit einem niedrigeren BrechungsindexOptically transparent layer with a lower refractive index
88th
Optisch transparente Wellenleiterschicht mit einem höheren BrechungsindexOptically transparent waveguide layer with a higher refractive index
99
Optisch transparente Mantelschicht mit einem niedrigeren BrechungsindexOptically transparent cladding layer with a lower refractive index
1010
Einzelne RippenwellenleiterSingle rib waveguide

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 000003010357 A [0002] US 000003010357 A [0002]
  • DE 000001901484 [0002] DE 000001901484 [0002]

Claims (17)

Hochflexibles Endoskop bzw. Endoskopaufsatz zur Untersuchung von insbesondere mechanisch oder sensorisch empfindlichen Kanälen, dadurch gekennzeichnet dass es – vollständig oder teilweise aus Polymeren oder Organosiliziumverbindungen einer Gruppe oder einer Kombination mehrerer Polymergruppen oder Organosiliziumverbindungen oder auch anderen Materialien, welche thermisch oder mit Strahlung im Spektrum von Infrarot bis Extreme UV aushärtend sind, besteht, im Folgenden als Silikon oder Silikone bezeichnet, und – zur Bildübertragung eine Wellenleitermatrix 1, die aus im für die Anwendung benötigten Lichtspektrum transparenten Silikonen mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufgebaut ist, wobei die Wellenleiterschichten mit dem höheren Brechungsindex 8 der Bildübertragung dienen und die Schichten mit dem niedrigeren Brechungsindex 9 die Isolation zwischen den einzelnen Wellenleitern und Wellenleiterschichten bilden, und – ein Linsensystem 2, welches das Bildsignal auf die Wellenleitermatrix fokussiert, wobei das Linsensystem aus einer oder mehreren, in für die jeweilige Anwendung geeigneter Reihenfolge angeordneten Linsen und Blenden besteht, welche jeweils im Falle der Linsen aus einem oder mehreren optisch transparenten und im Falle der Blenden optisch undurchlässigen Silikonen bestehen, – ein Dreischichtsystem aus optisch transparenten Silikonen mit einem niedrigeren 5, höheren 6 und niedrigeren 7 Brechungsindex, wobei das Licht in der sich in der Mitte befindlichen Schicht mit dem höheren Brechungsindex geführt wird, – eine optisch undurchlässige Schicht 4 vorzugsweise aus Silikon zur optischen Trennung der Bildübertragungseinheit und der Lichtzuführung, – am proximalen Ende eine vorzugsweise opto-mechanische Kopplungsschnittstelle, über die es vorzugsweise an das distale Ende eines handelsüblichen Endoskops, an einen Kamerachip oder an eine andere Signalauswerteeinheit, die im für die Anwendung benötigten Lichtspektrum sensitiv ist, gekoppelt wird, – und eine Außenummantelung, welche vorzugsweise optisch isolierend ist und vorzugsweise aus Silikon oder anderen hochflexiblen Materialien oder Dünnschichten besteht, besitzt.Highly flexible endoscope or endoscope attachment for the investigation of particularly mechanically or sensory sensitive channels, characterized in that it - completely or partially from polymers or organosilicon compounds of a group or a combination of several polymer groups or organosilicon compounds or other materials which thermally or with radiation in the spectrum of infrared to Extreme UV curing, hereinafter referred to as silicone or silicones, and - for image transmission, a waveguide matrix 1 which is made up of transparent silicones with different refractive indices in the light spectrum required for the application, the waveguide layers having the higher refractive index 8th serve the image transfer and the layers with the lower refractive index 9 form the insulation between the individual waveguides and waveguide layers, and - a lens system 2 which focuses the image signal onto the waveguide matrix, the lens system consisting of one or more lenses and diaphragms arranged in a suitable order for the respective application, which in the case of the lenses consists of one or more optically transparent and in the case of the diaphragms optically impermeable silicones - a three-layer system of optically transparent silicones with a lower 5 , higher 6 and lower 7 Refractive index, wherein the light is guided in the middle layer with the higher refractive index, - an optically opaque layer 4 preferably made of silicone for optical separation of the image transfer unit and the light supply, - at the proximal end a preferably opto-mechanical coupling interface, preferably via the distal end of a commercial endoscope, to a camera chip or to another signal evaluation unit, which is needed for the application Light spectrum is sensitive, is coupled, - and an outer sheath, which is preferably optically insulating and preferably made of silicone or other highly flexible materials or thin films possesses. Hochflexibles Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenleitermatrix aus mindestens einem bis zu mehreren Millionen Silikonwellenleitern besteht, welche als Streifenwellenleiter oder als Fasern in einem festen Verbund oder lose oder partiell untereinander teil- oder schicht- oder matrixweise befestigt in einer ausgehärteten, teilausgehärteten, flüssigen oder gelartigen Matrix aus Silikon oder anderen aushärtenden und nicht aushärtenden Medien ausgeführt sind.Highly flexible endoscope according to claim 1, characterized in that the waveguide matrix consists of at least one to several million silicone waveguides, which as strip waveguide or as fibers in a solid composite or loose or partially with each other partially or layered or matrix-mounted in a cured, partially cured , liquid or gel matrix made of silicone or other hardening and non-hardening media. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonwellenleiter der Wellenleitermatrix ein- oder multimodig sind.Highly flexible endoscope according to claims 1 and 2, characterized in that the silicone waveguides of the waveguide matrix are single or multi-modal. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonwellenleiter der Wellenleitermatrix Stufenindex- oder Gradientenindexprofile haben.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 3, characterized in that the silicone waveguides of the waveguide matrix have step index or gradient index profiles. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonwellenleiter der Wellenleitermatrix unterschiedliche Querschnittsformen haben können, z. B. halbkreis-, trapez-, rechteck-, dreieckförmig, quadratisch, rund, elliptisch oder oval.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 4, characterized in that the silicone waveguides of the waveguide matrix can have different cross-sectional shapes, for. B. semicircular, trapezoidal, rectangular, triangular, square, round, elliptical or oval. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der einzelnen Silikonwellenleiter der Wellenleitermatrix vorzugsweise im Bereich von Submikrometern bis zu einigen Millimeter liegt.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 5, characterized in that the cross-sectional area of the individual silicone waveguides of the waveguide matrix is preferably in the range of submicrons to a few millimeters. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen und der Linsenverbund des Linsensystems 2 vorzugsweise ganz oder teilweise aus für die Anwendung optisch transparenten Silikonen, anderen optischen Kunststoffen oder Gläsern bestehen.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 6, characterized in that the lenses and the lens composite of the lens system 2 preferably completely or partially made for the application of optically transparent silicones, other optical plastics or glasses. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blenden des Linsensystems 2 vorzugsweise aus in für die Anwendung optisch undurchlässigen Silikonen, Kunststoffen, anorganischen Halbleitern und Isolatoren, Verbundstoffen, Metallen oder einer Kombination dieser Werkstoffe bestehen.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 7, characterized in that the diaphragms of the lens system 2 preferably consist of optically opaque silicones, plastics, inorganic semiconductors and insulators, composites, metals or a combination of these materials. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsensystem zum Schutz vor Lichteinfall durch die Lichtzuführung vorzugsweise von einer optisch transparenten Schicht 3 mit einem niedrigen Brechungsindex umgeben ist, die die Linse vorzugsweise gerade noch vollständig plan einhüllt und die aus Silikonen, anderen optischen Kunststoffen, Gläsern oder Medien oder einer Kombination dieser besteht.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 8, characterized in that the lens system for protection against light incidence by the light supply preferably of an optically transparent layer 3 is surrounded with a low refractive index, which preferably just completely envelops the lens and consists of silicones, other optical plastics, glasses or media or a combination of these. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenleitermatrix und das Linsensystem vorzugsweise von einer optisch transparenten Schicht 3 mit einem niedrigen Brechungsindex umgeben sind, die die Linse vorzugsweise gerade noch vollständig plan einhüllt und die aus Silikonen, anderen optischen Kunststoffen, Gläsern oder Medien oder einer Kombination dieser besteht. Highly flexible endoscope according to claims 1 to 8, characterized in that the waveguide matrix and the lens system preferably of an optically transparent layer 3 are surrounded with a low refractive index, which preferably just completely envelops the lens and which consists of silicones, other optical plastics, glasses or media or a combination thereof. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtzuführung einschichtig ausgeprägt ist, d. h. ohne die Schichten 5 und 7.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 10, characterized in that the light supply is single-layered, ie without the layers 5 and 7 , Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtzuführung aus einer oder mehreren Wellenleiterschichten, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 6 beschrieben sind, besteht, die vorzugsweise um die Isolationsschicht herum oder zusammenhängend als Block angeordnet sind.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 10, characterized in that the light supply consists of one or more waveguide layers, as described in claims 1 to 6, which are preferably arranged around the insulating layer or as a block. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenummantelung des Endoskops zum optischen und mechanischen Schutz, zum besseren Gleiten im Kanal, aus Biokompatibilitäts- und/oder aus anderen Gründen mit einer für die Anwendung geeigneten Antihaftschicht beschichtet ist, beispielsweise einer vorzugsweise optisch isolierenden Beschichtung aus Silikon, Teflon oder anderen vorzugsweise hochflexiblen Materialien, welche zusätzlich mit einer monomolekularen Schicht eines oder einer Mischung von Halogensilanen beschichtet sein können.Hochflexibles endoscope according to claims 1 to 12, characterized in that the outer casing of the endoscope for optical and mechanical protection, for better sliding in the channel, for biocompatibility and / or other reasons coated with a suitable for the application non-stick layer, for example one preferably optically insulating coating of silicone, Teflon or other preferably highly flexible materials, which may be additionally coated with a monomolecular layer of one or a mixture of halosilanes. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenummantelung des Endoskops vorzugsweise glatt ist oder eine Oberflächen-Mikro- oder -Nano-Strukturierung aufweist und/oder eine strukturmechanische Strukturierung vorzugsweise zur Versteifung des Endoskops in Schubrichtung bei gleichzeitiger Wahrung der Biegsamkeit und/oder zur Integration weiterer Funktionen des Endoskops.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 13, characterized in that the outer casing of the endoscope is preferably smooth or has a surface micro- or nano-structuring and / or structural mechanical structuring preferably for stiffening the endoscope in the thrust direction while maintaining the flexibility and / or to integrate further functions of the endoscope. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in die optische Isolationsschicht 4, an, in und unterhalb der Außenummantelung und an jeder beliebigen anderen Stelle des Endoskops weitere Funktionen wie vorzugsweise Kanäle zum Einleiten und Absaugen von Flüssigkeiten, Laser- und/oder Operationskanäle und/oder -vorrichtungen integriert sein können.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 14, characterized in that in the optical isolation layer 4 , on, in and below the outer jacket and at any other location on the endoscope further functions such as preferably channels for introducing and aspirating liquids, laser and / or surgical channels and / or devices may be integrated. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein System zur Steuerung des Endoskops, vorzugsweise in Form von Seil- oder Bowdenzügen, vorzugsweise durch Verwendung von Metall-, Kunststoff-, oder Verbundstofffäden oder -bändern zur Kraftübertragung und Kapillaren oder Gleitkanälen aus Kunststoffen, Silikonen, anorganischen Halbleitern und Isolatoren, Verbundstoffen oder Metallen, die in geeigneter Weise in Teilen oder am Stück angeordnet, verbunden und strukturiert sind, vorzugsweise an, in und unterhalb der Außenummantelung und an jeder beliebigen anderen Stelle des Endoskops integriert ist.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 15, characterized in that a system for controlling the endoscope, preferably in the form of cable or Bowden cables, preferably by using metal, plastic, or composite threads or tapes for power transmission and capillaries or sliding channels of plastics, silicones, inorganic semiconductors and insulators, composites or metals, suitably arranged in parts or in pieces, joined and patterned, preferably integrated with, in and below the outer jacket and at any other location of the endoscope. Hochflexibles Endoskop nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es beliebige, der jeweiligen Anwendung angepasste Blickwinkel haben kann, vorzugsweise realisiert durch die Form der Querschnittfläche des distalen Endes der Wellenleitermatrix 1 und eines darauf angepassten Linsensystems 2.Highly flexible endoscope according to claims 1 to 16, characterized in that it can have any viewing angle adapted to the respective application, preferably realized by the shape of the cross-sectional area of the distal end of the waveguide matrix 1 and a customized lens system 2 ,
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3010357A (en) 1956-12-28 1961-11-28 Wilbur Peters C Flexible light transmitting tube
DE1901484A1 (en) 1969-01-14 1970-10-29 Hoechst Ag Cardiac active oxyesters of steroid cardenolides and steroid bufandienolides and processes for their preparation

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