DE3637602A1 - Flexibles rohr eines endoskopes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein flexibles Rohr eines Endoskopes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der Einführabschnitt eines Endoskopes wird in eine Kör­ perhöhlung, beispielsweise den Dickdarm, eingeführt, so daß das Innere der Höhlung mit Hilfe des Endoskopes be­ obachtet und geprüft werden kann. Um dies zu erreichen, muß der Einführabschnitt eine geeignete Flexibilität be­ sitzen. Wenn er zu flexibel ist, neigt er dazu, sich zu stark zu verbiegen, um widerstandslos in die Körperhöh­ lung eingeführt werden zu können. Wenn er jedoch keine Flexibilität besitzt, kann der Einführabschnitt nicht ohne Kraftaufwand gebogen werden. In diesem Falle kann das Ende des Einführabschnittes möglicherweise übermäßig stark gegen eine Körperwand gedrückt werden, wodurch dem Patienten Schmerzen verursacht werden. Darüber hinaus unterliegt ein steifer Einführabschnitt der Gefahr dau­ erhafter, plastischer Verformung.

Deshalb werden flexible Rohre unterschiedlicher Ausge­ staltungen für den Einführabschnitt konventioneller En­ doskope benutzt. Ein derartiges flexibles Rohr ist bei­ spielsweise in der japanischen Patentschrift Nr. 51 38 197 offenbart. Dieses flexible Rohr enthält ein Spi­ ralrohr, ein maschenförmiges Rohr aus Streckmetall oder einem Metallgeflecht, das auf das Spiralrohr geschoben ist, und eine Umhüllung aus einem weichen Werkstoff, beispielsweise einem Kunstharz, das die äußere Umfangs­ fläche des maschenförmigen Rohres bedeckt. Das Spiral­ rohr wird durch Biegen eines bandförmigen Metallbleches zu einer Spirale hergestellt. Das maschenförmige Rohr besteht aus Metall- oder Kunststoffdrähten, die zu einem Netz verflochten sind.

Wenn Biegespannungen wiederholt auf dieses bekannte fle­ xible Rohr ausgeübt werden, kann das Rohr möglicherweise frühzeitig an Elastizität verlieren, da das Metallblech oder die Metalldrähte eine relativ geringe Haltbarkeit aufweisen.

Wenn das Spiralrohr und das maschenförmige Rohr aus Me­ tall bestehen, ist das flexible Rohr schwer, so daß das Endoskop nicht sehr leicht zu handhaben ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Rohr für den Einführabschnitt eines Endo­ skopes zu entwickeln, das in seiner Flexibilität oder Elastizität nicht frühzeitig abnehmen kann, obwohl es wiederholt Biegespannungen ausgesetzt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das flexible Rohr so zu gestalten, daß eine Gewichtsabnahme des Endoskopes erreicht wird.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Eine alterna­ tive Lösung geben die kennzeichnenden Merkmale des ne­ bengeordneten Anspruches 8 an.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrie­ ben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: die Ansicht eines Teiles eines maschen­ förmigen Rohres in vergrößertem Maßstab;

Fig. 2: die schematische Seitenansicht eines En­ doskopes;

Fig. 3: die Seitenansicht des flexiblen Rohres des Endoskopes gemäß Fig. 2, aus dem ein Stück zur Veranschaulichung weggeschnit­ ten ist;

Fig. 4 und 5: Ansichten von modifizierten maschenförmi­ gen Rohren in vergrößertem Maßstab und

Fig. 6 und 7: Teilansichten eines Spiralrohres in un­ terschiedlichen Ausführungsformen im ver­ größertem Maßstab.

Die Fig. 1 bis 3 betreffen ein erstes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besitzt ein Endoskop 2 einen Bedienungsabschnitt 4. Mit diesem Bedienungsabschnitt 4 sind ein Einführabschnitt 6 und Lichtleiterkabel 8 getrennt verbunden. Der Einführab­ schnitt 6 weist ein flexibles Rohr 10, ein schwenkbares Rohrstück 12 und ein distales Endstück 14 auf. Durch das flexible Rohr 10 läuft ein Bedienungsdraht 18, dessen beide Enden mit dem schwenkbaren Rohrstück 12 bzw. einem Stellknopf 16 verbunden sind. Auf diese Weise kann das schwenkbare Rohrstück 12 durch Betätigung des Stellknop­ fes 16 geschwenkt werden.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist im Inneren des flexiblen Rohres 10 ein Spiralrohr 20 vorgesehen. Das Spiralrohr 20 wird durch spiralförmiges Aufwickeln eines bandförmi­ gen Metallbleches hergestellt. Das Spiralrohr 20 ist von einem maschenförmigen Rohr 22 umgeben. Die äußere Um­ fangsfläche des maschenförmigen Rohres 22 ist durch eine Umhüllung 24 bedeckt, die aus einem weichen Werkstoff, beispielsweise einem Kunstharz, besteht.

Das maschenförmige Rohr 22 ist ein zylindrisches Rohr, das aus verflochtenen Bündeln 28 hergestellt ist, von denen jedes aus einer Vielzahl von Kohlenstoffasern 26 besteht. Die Bündel 28 sind miteinander durch ein Regu­ liermittel 30 verbunden, das aus Kunstharz oder Gummi besteht. Vorzugsweise wird Epoxyharz oder Epoxy-Buta­ dienkautschuk verwendet. Das Reguliermittel 30 wird in geschmolzenem Zustand auf die Fasern 26 gegeben, um sie miteinander zu verbinden. Dabei sind alle Kunststoffa­ sern mit dem geschmolzenen Reguliermittel so bedeckt, daß ein Raum 36 in der Mitte jeder Masche verbleibt, die durch die Bündel 28 gebildet wird, wie in Fig. 1 darge­ stellt ist. Alternativ kann das Reguliermittel 30 so auf die Fasern 26 gegeben werden, daß kein Raum 36 ver­ bleibt.

Vorzugsweise sollten die Kohlenstoffasern 26 vorher mit einem Verbindungsmittel, beispielsweise Silan, Titan oder Aluminium beschichtet werden, und zwar bevor das geschmolzene Reguliermittel 30 auf die Fasern 26 gegeben wird. Dadurch kann die Festigkeit der Verbindung zwi­ schen den Fasern 26 und dem Reguliermittel 30 verbessert werden.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind am vorderen und hinte­ ren Ende des flexiblen Rohres 10 ringförmige Schellen 38 a bzw. 38 b angebracht. Der Bedienungsabschnitt 4 ist mittels der Schelle 38 a mit dem vorderen Ende des fle­ xiblen Rohres 10 verbunden, während das schwenkbare Rohrstück 12 durch die Schelle 38 b mit dem hinteren Ende des flexiblen Rohres 10 verbunden ist.

Bei diesem flexiblen Rohr 10 besteht das maschenförmige Rohr 22 aus den Kohlenstoffasern 26, die durch das Regu­ liermittel 30 miteinander verbunden sind. So besitzt das aus den äußerst dehnbaren Kohlenstoffasern geflochtene Rohr 22 eine geeignete Elastizität, die in Abhängigkeit von dem Werkstoff des Reguliermittels 30 und der Art seiner Aufbringung variiert werden kann. Wenn das Regu­ liermittel auf das maschenförmige Rohr 22 so aufgebracht wird, daß freie Räume 36 in den einzelnen Maschen des Rohres 22 verbleiben, dann kann das maschenförmige Rohr flexibler sein, als wenn keine freien Räume in den Ma­ schen verbleiben. Die Elastizität des Rohres 22 kann durch unterschiedliche Werkstoffe des Reguliermittels 30, von Kunstharz bis Gummi, variiert werden.

Die Kunststoffasern 26 besitzen eine große Dehnbarkeit und sind sehr widerstandsfähig gegen Biegespannungen. Deshalb kann das Rohr 22 in einem frühzeitigen Stadium weder in seiner Elastizität nachlassen oder brechen, selbst wenn eine Biegespannung wiederholt auf das ma­ schenförmige Rohr 22 ausgeübt wird. Eine zufriedenstel­ lende Federkraft des flexiblen Rohres 10 kann über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden. Darüber hinaus sind die Kohlenstoffasern leichter als Metallfasern, so daß das Gewicht des flexiblen Rohres 10 verringert wer­ den kann.

Fig. 4 zeigt eine geänderte Ausführungsform des ma­ schenförmigen Rohres. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Reguliermittel in geschmolzenem Zustand auf jede einzelne Kohlenstoffaser 26 aufgetragen, so daß die Be­ schichtung 32 des Reguliermittels auf jeder Faser ausge­ bildet ist. Die aus einer Vielzahl von Kohlenstoffasern 26 gebildeten Bündel 28 sind miteinander verflochten, so daß sie das maschenförmige Rohr 22 bilden. Dieses ma­ schenförmige Rohr hat die gleichen Vorteile wie dasjeni­ ge des ersten Ausführungsbeispieles.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des ma­ schenförmigen Rohres. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Reguliermittel 30 in geschmolzenen Zustand nur auf die überlappenden Bereiche der Bündel 28 aufgetra­ gen, nachdem diese zu dem maschenförmigen Rohr 22 ver­ flochten sind. Das maschenförmige Rohr nach diesem Aus­ führungsbeispiel hat gleichfalls die gleichen Vorteile wie dasjenige des ersten Ausführungsbeispieles.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des fle­ xiblen Rohres dargestellt. Das auf der Innenseite des flexiblen Rohres liegende Spiralrohr 20 ist aus einer Vielzahl von Kohlenstoffasern 40 gebildet, die durch ein Reguliermittel 42 miteinander verbunden sind, das aus Kunstharz oder Gummi besteht. Die Fasern 40 sind alle in der gleichen Richtung ausgerichtet, durch das Regulier­ mittel 42 miteinander verbunden und anschließend in eine Spiralform gebracht. Vorzugsweise wird ein Bündel 44 aus einer Vielzahl von Kohlenstoffasern 40 in diese Spiral­ form gebracht, indem es spiralförmig um die Umfangsflä­ che eines zylindrischen Kernes gewickelt wird, woraufhin die Fasern 40 miteinander durch das Reguliermittel 42 verbunden werden. Vorzugsweise wird wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ein Epoxyharz oder ein aushärtbares Harz als plastischer Werkstoff und Epoxy-Butadienkau­ tschuk als Gummi für das Reguliermittel 42 verwendet. Um die Fasern 40 miteinander zu verbinden, werden sie in Bandform nebeneinander gelegt und dann wird der ge­ schmolzene Werkstoff als Reguliermittel aufgetragen. Al­ ternativ können die Fasern 40 mit dem Reguliermittel 42 beschichtet werden, bevor sie in Bandform ausgerichtet werden. In diesem Fall werden die Fasern durch Wieder­ aufschmelzen des Reguliermittels 42 miteinander verbun­ den.

Die Anordnungen der anderen Bestandteile und deren Her­ stellungsverfahren sind bei diesem zweiten Ausführungs­ beispiel dieselben wie im ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 7 zeigt eine Variation des Spiralrohres nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. Hier wird das Reguliermit­ tel 42 in geschmolzenem Zustand in festgelegten Abstän­ den 46 auf die Kohlenstoffasern 40 aufgetragen, ohne daß die gesamte Länge der Fasern 40 beschichtet wird. Bei dieser Anordnung kann die Elastizität des Spiralrohres 20 durch Änderung der Länge der Abstände 46 frei einge­ stellt werden.

Gesinterter Kohlenstoff kann anstelle der Kohlenstoffa­ sern 40 verwendet werden.

Das flexible Rohr besteht aus einem Spiralrohr und einem maschenförmigen Rohr, die beide aus einer Vielzahl von Kohlenstoffasern hergestellt sein können, die mit einem Reguliermittel verbunden sind. Dadurch weist das flexi­ ble Rohr eine ausgezeichnete Flexibilität oder Elastizi­ tat auf, die wenn es erforderlich ist, durch Änderung der Ausgangsmaterialien für das Reguliermittel und/oder das Auftragungsverfahren dieses Reguliermittels einge­ stellt werden können. Die Kohlenstoffasern sind äußerst widerstandsfähig gegen Biegebeanspruchung. Deshalb kann die Flexibilität des Rohres in einem früheren Stadium nicht nachlassen, selbst wenn die Biegespannungen wie­ derholt auf das flexible Rohr einwirken. Darüber hinaus sind die Kohlenstoffasern leichter als Metallfasern, so daß das flexible Rohr und damit das gesamte Endoskop im Gewicht reduziert werden können.

Claims (12)

1. Flexibles Rohr eines Endoskopes, das aus einem Spiralrohr aus einem zu einer Spirale gebogenen Band, einem auf das Spiralrohr aufgebrachten maschenförmigen Rohr und einer Umhüllung, die die äußere Umfangsfläche des maschenförmigen Rohres bedeckt, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das maschenförmige Rohr (22) eine Vielzahl von Kohlenstoffasern (26), die zu einem Netz verflochten sind, und ein Reguliermittel (30) aufweist, das die Kohlenstoffasern miteinander verbindet, so daß die Elastizität des maschenförmigen Rohres durch das Reguliermittel einstellbar ist.

2. Flexibles Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reguliermittel (30) aus Epoxyharz be­ steht.

3. Flexibles Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reguliermittel (30) aus Epoxy-Buta­ dienkautschuk besteht.

4. Flexibles Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reguliermittel (30) derart auf das ma­ schenförmige Rohr (22) aufgetragen ist, daß ein freier Raum (36) in der Mitte jeder zwischen den verflochtenen Kohlenstoffasern (26) gebildeten Masche verbleibt, so daß die Elastizität des maschenförmigen Rohres durch die freien Räume einstellbar ist.

5. Flexibles Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reguliermittel (30) aus einem Überzug (32) besteht, der jede einzelne Kohlenstoffaser (26) be­ deckt.

6. Flexibles Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reguliermittel nur auf solche Teile der verflochtenen Kohlenstoffasern (26) aufgebracht ist, die sich überlappen.

7. Flexibles Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spiralrohr (20) eine Vielzahl von wei­ teren Kohlenstoffasern (40) aufweist, die in Form eines Bandes nebeneinander liegen, und daß ein weiteres Regu­ liermittel (42) die weiteren Kohlenstoffasern verbindet, so daß die Elastizität des Spiralrohres durch das weite­ re Reguliermittel einstellbar ist.

8. Flexibles Rohr eines Endoskopes, das aus einem Spiralrohr aus einem zu einer Spirale gebogenen Bündel, einem auf das Spiralrohr aufgebrachten maschenförmigen Rohr und einer Umhüllung, die die äußere Umfangsfläche des maschenförmigen Rohres bedeckt, besteht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bündel (44) eine Vielzahl von wei­ teren Kohlenstoffasern (40), die in Form eines Bandes nebeneinanderliegen, und ein weiteres Reguliermittel (42) aufweist, das die Kohlenstoffasern miteinander ver­ bindet, so daß die Elastizität des Spiralrohres (20) durch das weitere Reguliermittel einstellbar ist.

9. Flexibles Rohr nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das weitere Reguliermittel (42) aus Expo­ xyharz besteht.

10. Flexibles Rohr nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das weitere Reguliermittel (42) aus Epo­ xy-Butadienkautschuk besteht.

11. Flexibles Rohr nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das weitere Reguliermittel in festgelegten Abständen (46) in Längsrichtung der weiteren Kohlen­ stoffasern (40) auf die Kohlenstoffasern aufgetragen ist, so daß die Elastizität des Spiralrohres (20) durch Änderung der Länge der Abstände einstellbar ist.

12. Flexibles Rohr nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das maschenförmige Rohr (22) eine Vielzahl von Kohlenstoffasern (26), die in Form eines Netzes ver­ flochten sind, und ein Reguliermittel (30) aufweist, das die Kohlenstoffaser miteinander verbindet, so daß die Elastizität des maschenförmigen Rohres durch das Regu­ liermittel einstellbar ist.