DE3816982A1 - Ultraschall-untersuchungsgeraet - Google Patents
Ultraschall-untersuchungsgeraetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Untersuchungsgerät
mit einem Endoskop, das eine Ultraschall-Untersuchungs
funktion besitzt.
Ein bekanntes derartiges Ultraschall-Untersuchungsgerät ist
eine Kombination aus einem Endoskop und einer Ultraschall-
Abtastvorrichtung. Ein Ultraschall-Untersuchungsgerät weist
speziell einen in eine Körperhöhle eines Menschen oder in
einen ähnlichen Hohlraum einzuführenden Einführungsteil auf,
dessen vorderer Endabschnitt eine um seine Mittelachse dreh
bare Ultraschall-Sonde aufnimmt. Für den Drehantrieb der
Sonde ist eine Antriebsvorrichtung vorgesehen mit einem Mo
tor, der in einem außerhalb des Hohlraums bleibenden An
triebsteil angeordnet ist, und einer Kraftübertragungslei
tung zur antriebsmäßigen Verbindung des Motors mit der Son
de, welche von einer im Einführungsteil verlegten hohlen
flexiblen Welle gebildet ist. Durch den Inmenraum der Welle
sind Signaldrähte von der Sonde bis zu eimem externen Ul
traschall-Beobachtungsgerät geführt. Die Ultraschallabta
stung im Hohlraum geschieht durch Drehen der Sonde mittels
des Motors. Es ist ferner ein optisches Betrachtungssystem
vorgesehen, bei dem das durch ein Objektiv erzeugte optische
Bild über Bildleitfasern zu einem Okularobjektiv geleitet
wird.
Weil die Ultraschall-Sonde im vorderen Endabschnitt des Ein
führungsteils vom Endoskop angeordnet ist und die flexible
Antriebswelle den Mittelraum des Einführungsteils einnimmt,
muß die optische Betrachtungsvorrichtung gewöhnlich auf der
Seitenwand des vorderen Endabschnitts angeordnet werden. Die
Richtung ihres Gesichtsfeldes ist daher beschränkt und muß
quer verlaufen. Der tote Winkel schließt die Richtung ein,
in welcher das Endoskop eingeführt werden soll, welches so
mit im Hohlraum schwierig zu handhaben ist. Insbesondere
dann, wenn das Endoskop im Dickdarm oder in ähnlichen Orga
nen mit komplexer wellenförmiger Konfiguration der Höhlung
benutzt werden soll, ist wegen der schwierigen Handhabung
infolge der Beschränkung des Gesichtsfeldes die Einführung
des Endoskops über das Rektum hinaus nahezu unmöglich oder
zumindest mit einem beträchtlichen Risiko verbunden.
Es ist eine Anordnung bekannt, bei der die Objektivlinse in
der vorderen Endfläche des Einführungsteils vom Endoskop so
angeordnet ist, daß die Richtung, in der das Endoskop einge
führt werden soll, mit dem optischen Gesichtsfeld überein
stimmt. Bei einer solchen Anordnung besteht jedoch das Pro
blem, daß das Ultraschallfeld durch den Schatten der opti
schen Betrachtungsvorrichtung unterbrochen wird. Es ist so
mit unmöglich, in einer Ebene, die von der Achse des vorde
ren Endabschnitts vom Endoskop rechtwinklig geschnitten
wird, ein den vollen 360°-Bereich abdeckendes Ultraschall
feld zu erzielen, und das praktisch erzielbare Feld deckt
nur einen Bereich von etwa 180° ab. Wenn daher für die Ul
traschall-Untersuchung ein vollständiges Bild von der ge
wünschten Stelle in der Höhlung erzeugt werden soll, muß das
Endoskop in der Höhlung in komplexer und lästiger Weise,
z. B. durch Verdrehen oder Drehen, gehandhabt werden.
Angesichts der vorstehend beschriebenen Nachteile des Stan
des der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Ultraschall-Untersuchungsgerät zu schaffen, das sich
auch in einem engen Hohlraum von komplexer wellenförmiger
Konfiguration sicher und bequem handhaben läßt und für die
Ultraschall-Untersuchung ein großes Betrachtungsfeld zu
erzeugen vermag, welches den 360°-Bereich zumindest im we
sentlichen abdeckt.
Ein diese Aufgabe lösendes Ultraschall-Untersuchungsgerät
ist mit seinen vorteilhaften Ausgestaltungen in den Patent
ansprüchen gekennzeichnet.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgen
den anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es
zeigt:
Fig. 1 die Gesamtanordnung des Ultraschall-Untersuchungs
gerätes gemäß einer Ausführungsform,
Fig. 2 einen Längsschnitt mit einer Darstellung der Anord
nung vom vorderen Endabschnitt des Einführungs
teils,
Fig. 3 eine Schrägansicht einer Ausführungsform einer
mehrlagigen hohlen flexiblen Welle,
Fig. 4 eine Schrägansicht einer anderen Ausführungsform
der mehrlagigen hohlen flexiblen Welle,
Fig. 5 einen Längsschnitt mit einer Darstellung der Anord
nung des Antriebsteils für die Ultraschall-Sonde,
Fig. 6 den Schnitt VI-VI in Fig. 5 durch die hohle Welle,
Fig. 7 einen Querschnitt durch den Antriebsteil gemäß Fig.
5,
Fig. 8 eine Ansicht von vorn des vorderen Endabschnitts
vom Einführungsteil gemäß Fig. 2,
Fig. 9 eine zum Teil weggebrochene Seitenansicht einer
Ausführungsform des Einführungsteils von dem in
Fig. 1 dargestellten Gerät,
Fig. 10 eine zum Teil weggebrochene Seitenansicht einer
anderen Ausführungsform des Einführungsteils in dem
Bereich, in dem die Biegesteifigkeit allmählich ge
ändert ist,
Fig. 11 einen Fig. 2 ähnlichen Längsschnitt durch eine an
dere Ausführungsform des optischen Systems des En
doskops, und
Fig. 12 eine Fig. 8 ähnliche Ansicht von vorn der vorderen
Endfläche vom Einführungsteil gemäß Fig. 11.
Bei einer in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungs
form umfaßt ein Ultraschall-Untersuchungsgerät einen in
einen Hohlraum einzuführenden flexiblen Einführungsteil 100
mit einem vorderen Endabschnitt 1 und einen externen Hand
habungsteil 2 zum Handhaben des Endabschnitts 1 von außer
halb des Hohlraums. Zum Durchführen einer Ultraschallunter
suchung ist im Endabschnitt 1 eine Ultraschall-Sonde 3 ange
ordnet, die als mechanischer Abtasttyp oder als sogenannter
"mecha-radialer" Typ ausgebildet ist, und ist somit um die
Längsmittelachse des Endabschnitts 1 drehbar. Für den Dreh
antrieb der Ultraschall-Sonde 3 ist in der Nähe des Handha
bungsteils 2 ein Antriebsteil 4 angeordnet und mit der Ul
traschall-Sonde 3 durch eine Kraftübertragungsleitung ver
bunden. Die Ultraschall-Sonde 3, der Antriebsteil 4 und die
zwischengeschaltete Kraftübertragungsleitung sind als Hohl
strukturen ausgebildet, die zwischen dem Endabschnitt 1 des
Einführungsteils 100 und dem Handhabungsteil 2 in der Nähe
der Mittelachse von einem hohlen Kanal durchsetzt sind.
Die Ultraschall-Sonde 3 ist in herkömmlicher Weise aufgebaut
und umfaßt eine Ultraschall-Schwingmembran aus PZT, Lithium
niobat oder einem anderen zweckdienlichen Hochpolymer-Werk
stoff, und ein mit ihr fest verbundenes Dämpfungsmaterial.
Gemäß Fig. 2 ist die Ultraschall-Sonde 3 an einem als hohler
Zylinder ausgebildeten Stützteil 5 befestigt und in einem
Kugellager 6 und einem Zapfenlager 7 drehbar gelagert. Das
hintere Ende des Stützteils 5 ist mit dem vorderen Endstück
einer mehrlagigen hohlen flexiblen Welle 8 fest verbunden,
die Teil der Kraftübertragungsleitung ist. Die flexible Wel
le 8 erstreckt sich bis zum Antriebsteil 4 und ist in einem
flexiblen Schlauch 9 drehbar angeordnet, der im Einführungs
teil 100 des Untersuchungsgerätes verlegt ist.
Ein Ultraschall-Untersuchungsgerät mit einer Ultralschall-
Sonde des mechanischen Abtasttyps, die im vorderen Endab
schnitt des Einführungsteils angeordnet und mit dem Motor im
Antriebsteil durch eine flexible Welle verbunden ist, woge
gen Signaldrähte von der Ultraschall-Sonde durch den Innen
raum der flexiblen Welle geführt sind, ist an sich bekannt
und z.B. in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr.
57-1 90 552 beschrieben. Gemäß der Erfindung sind die Signal
drähte auf einem anderen Weg geführt, und der Innenraum der
flexiblen Welle ist als hohler Kanal zu anderen Zwecken aus
gebildet.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die flexible Welle
8 dreilagig aufgebaut aus einer inneren spiraligen Lage 8 a
aus eng gewickeltem Draht, einer mittleren spiraligen Lage
8 b aus weit gewickeltem Draht, der gegenüber dem Draht der
inneren Lage 8 a relativ dicker ist, und aus einer äußeren
spiraligen Lage 8 c aus eng gewickeltem Draht von im wesent
lichen gleicher Dicke wie der Draht der inneren Lage 8 a. Die
von der Ultraschall-Sonde 3 kommenden Signaldrähte 10, die
von einem äußerst feinen Koaxialkabel gebildet sind, sind
mit entsprechender Lose in einem von der inneren und der äu
ßeren Lage 8 a bzw. 8 c begrenzten Raum und zwischen benach
barten Windungen des weit gewickelten Drahtes der mittleren
Lage 8 b einer Schraubenlinie folgend angeordnet. Um eine un
erwünschte Quetschung der Signaldrähte 10 zwischen der inne
ren Lage 8 a und der äußeren Lage 8 c zuverlässig zu vermei
den, ist der die Zwischenlage 8 b bildende Draht von größerer
Dicke als die Signaldrähte 10.
Vorteilhafterweise ist der Draht der Innen- und der Außen
lage 8 a und 8 c in derselben Richtung gewickelt, wogegen der
Draht der Zwischenlage 8 b in der entgegengesetzten Richtung
gewickelt ist. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich,
eine flexible Welle mit glatten Innen- und Außenflächen und
kleinstmöglicher Ungleichmäßigkeit zu verwirklichen.
Auch bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die
flexible Welle 8 dreilagig aufgebaut, wobei die innere und
die äußere spiralige Lage 8 a bzw. 8 c wie bei der Ausfüh
rungsform gemäß Fig. 3 von eng gewickeltem Draht gebildet
sind, und eine Zwischen- oder mittlere Lage 8 b′ aus Gummi
oder einem ähnlichen elastischen Werkstoff hergestellt und
so angeordnet ist, daß zwischen Innen- und Außenlage 8 a bzw.
8 c ein einer Schraubenlinie folgender Zwischenraum gebildet
ist. Die Signaldrähte 10 sind im Zwischenraum in der mittle
ren Lage 8 b′ mit zweckdienlicher Lose angeordnet, und die
Dicke der Lage 8 b′ ist größer als der Durchmesser der Sig
naldrähte 10, um Drahtquetschung zu vermeiden.
Bei jeder der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsfor
men sind die Signaldrähte 10 zwischen der inneren und der
äußeren Lage 8 a bzw. 8 c der flexiblen Welle 8 durch die
mittlere Lage 8 b bzw. 8 b′ geschützt und mit zweckdienlicher
Lose angeordnet. Auch wenn der Einführungsteil 100 des Ul
traschall-Untersuchungsgerätes nach Einführen in die Höhlung
eine flexible Verformung erfährt, werden die Signaldrähte 10
nicht auf Zug beansprucht, und es besteht im wesentlichen
keine Gefahr eines Versagens der Signaldrähte 10. Es ist
ferner möglich, innerhalb der flexiblen Welle 8 auf ihrer
gesamten Länge einen hohlen Kanal mit ausreichendem Innen
raum zu bewahren, der für die Durchführung erforderlicher,
weiter unten näher erläuterter Zwecke herangezogen werden
kann.
Gemäß Fig. 5 ist die in der beschriebenen Weise aufgebaute
flexible Welle 8 am hinteren Ende des Einführungsteils 100
mit einer gewöhnlichen, nicht flexiblen Hohlwelle 11 verbun
den. Die Hohlwelle 11 ist in an zweckdienlichen Stellen im
Antriebsteil 4 angeordneten Lagern 12 und 13 drehbar gela
gert und mit einem Antriebsmotor 14 durch eine zweckdienli
che Kupplungsvorrichtung 15 verbunden. Letztere kann gemäß
Fig. 5 als Riemenantrieb ausgebildet sein mit einer an der
Hohlwelle 11 befestigten Umlenkscheibe 15 a, einer an der
Abtriebswelle des Antriebsmotors 14 befestigten Umlenkschei
be 15 b und einem die Umlenkscheiben 15 a und 15 b umschlingen
den und sich zwischen ihnen erstreckenden Endlosriemen 15 c.
Alternativ kann die Kupplungsvorrichtung 15 von einem zwi
schen die Hohlwelle 11 und die Abtriebswelle des Antriebs
motors 14 zwischengeschalteten Zahnrad-Untersetzungsgetriebe
gebildet sein.
Bei einer solchen Anordnung wird durch Einschalten des An
triebsmotors 14 das Abtriebsmoment über die Kupplungsvor
richtung 15, die Hohlwelle 11, die flexible Welle 8 und das
hohle, zylindrische Stützteil 5 auf die Ultraschall-Sonde 3
am vorderen Endabschnitt 1 des Einführungsteils 100 in der
Weise übertragen, daß die Sonde 3 mit einem gewünschten Win
kelbetrag um die Mittelachse des Endabschnitts 1 drehbar
ist. Um die Richtung erfassen zu können, in der das Ultra
schallsignal von der Sonde 3 ausgesendet und empfangen wird,
kann im Antriebsteil 4 ein Winkelcodierer 16 angeordnet
sein, der diese Richtung als Drehwinkel der Hohlwelle 11
erfaßt und eine notwendige Signalverarbeitung entsprechend
dem festgestellten Winkel durchführt.
Gemäß Fig. 2 weist der vordere Endabschnitt 1 vom Einfüh
rungsteil 100 einen Innenraum auf, in dem die Ultraschall-
Sonde 3 angeordnet ist und der mit einem Ultraschallwellen-
Kopplungsmedium gefüllt ist, dessen Schallimpedanz ungefähr
gleich mit der des menschlichen Körpers ist, z.B. mit flüs
sigem Paraffin. Das Kopplungsmedium wird durch eine norma
lerweise mit einer Schraube 18 verschlossene Öffnung in der
vorderen Endfläche des Einführungsteils 100 eingefüllt und
füllt den gesamten Innenraum des flexiblen Schlauchs 9 bis
zu einem nicht dargestellten geschlossenen Endstück im Hand
habungsteil 2 aus. Um sicherszustellen, daß alle Zwischen
räume auf Innen- und Außenseite der flexiblen Welle 8 mit
dem Ultraschallwellen-Kopplungsmedium ausgefüllt sind, sind
z.B. auf der Seite des Zapfenlagers 7, auf der keine Gleit
bewegung stattfindet und die mit dem Stützteil 5 verschraubt
ist, mehrere Längsnuten 19 ausgebildet. Das Kopplungsmedium
auf Innen- und Außenseite der flexiblen Welle 8 dient dazu,
den an der Welle 8 bei ihrer Drehung auftretenden Reibungs
widerstand beträchtlich herabzusetzen.
Ferner sind in der Außenumfangsfläche des Endabschnitts 1
vom Einführungsteil 100 zwei Umfangsnuten 20 zum Befestigen
eines nicht dargestellten bekannten Ballons eingearbeitet.
Um sicherzustellen, daß luftfreies Wasser in den in den Um
fangsnuten 20 befestigten Ballon eingegeben und von ihm ab
gegeben werden kann, ist zwischen den Umfangsnuten 20 eine
Ein- und Auslaßöffnung ausgebildet und über einen Schlauch
21 mit einem nicht dargestellten entsprechenden Mundstück am
Handhabungsteil 2 verbunden.
Gemäß Fig. 3 und 4 sind die von der Ultraschall-Sonde 3 kom
menden Signaldrähte 10 axial zwischen dem vorderen Endab
schnitt 1 des Einführungsteils 100 und dem Antriebsteil 4
und radial zwischen innerer Lage 8 a und äußerer Lage 8 c der
flexiblen Welle 8 angeordnet. Gemäß Fig. 6 sind die Signal
drähte 10 ab der Verbindungsstelle zwischen der flexiblen
Welle 8 und der Hohlwelle 11 in einer Längsnut 22 in der
Außenumfangsfläche der Hohlwelle 11 angeordnet.
Gemäß Fig. 7 sind in den Außenflächen eines für die Montage
verschiedener Bauteile des Antriebsteils 4 bestimmten Rah
mens 23 Längsnuten 23 a und 23 b ausgebildet, welche Schläuche
21 für luftfreies Wasser bzw. Steuerdrähte 24 zum Steuern
der Biegebewegung des sich an den Endabschnitt 1 anschlie
ßenden flexiblen Abschnitts des Einführungsteils 100 aufneh
men. Der Rahmen 23 ist in Fig. 5 nicht dargestellt.
Die in den Längsnuten 22 in der Außenfläche der Hohlwelle 11
angeordneten Signaldrähte 10 sind an Schleifringe 25 auf der
Rückseite der Hohlwelle 11 angeschlossen. Die Schleifringe
25 schleifen an Kontaktstücken 26, die über durch den Hand
habungsteil 2 und eine sogenannte Universalschnur 28 hin
durchgeführte Signaldrähte 27 mit einer nicht dargestellten
Ultraschall-Betrachtungsvorrichtung verbunden sind.
Die Ultraschall-Sonde 3, der zugehörige Antriebsteil 4 und
die die Wellen 8 und 11 umfassende Kraftübertragungsleitung
zum Verbinden der Ultraschall-Sonde 3 mit dem Antriebsteil 4
sind Hohlstrukturen, derart, daß sich vom vorderen Endab
schnitt 1 des Einführungsteils 110 bis zum Handhabungsteil
entlang und an der Mittelachse ein hohler Kanal erstreckt.
In letzterem ist ein Endoskopteil 29 so angeordnet, daß er
auf der Vorderseite, bezogen auf die Richtung, in welcher
der Einführungsteil 100 eingeführt wird, ein optisches Ge
sichtsfeld erzeugt.
Der Endoskopteil 29 an sich ist von herkömmlicher Ausbildung
mit einem Betrachtungsobjektiv 30 und Bildleitfasern 31 zum
Übertragen eines optischen Bildes des auf der Vorderseite,
bezogen auf die Einführungsrichtung, gelegenen Gesichtsfel
des zum Handhabungsteil 2, einer Beleuchtungslinsengruppe 32
und zugehörigen Lichtleitfasern 33 zur Beleuchtung des Ge
sichtsfeldes, einer Düse 34 zur Abgabe von Spülwasser oder
-luft zum Abreinigen des Betrachtungsobjektivs 30, und einem
Kanal 35 für verschiedene Zwecke, z.B. zum Absaugen von Kör
perflüssigkeit oder zum Einführen einer Klammer oder Zange
zur Gewebebiopsie. Beim Einführen des Einführungsteils 100
in eine Körperhöhle oder ähnlichen Hohlraum und Beleuchten
des Gesichtsfeldes mit dem Beleuchtungsobjektiv 32, ist es
mit dem in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeten
Endoskopteil 29 möglich, die Oberfläche an der zu untersu
chenden Stelle mittels des Betrachtungsobjektivs 30 endo
skopisch zu untersuchen durch Einblick in das Okularobjektiv
36 am Handhabungsteil 2.
Die Bildleitfasern 31, die Lichtleitfasern 33 und der Kanal
35, die alle durch das Stützteil 5 für die Ultraschall-Sonde
3, die flexible Welle 8 und die Hohlwelle 11 hindurchgeführt
sind, können zusammen mit der Ultraschall-Sonde 3 gedreht
werden, wenn letztere drehangetrieben wird. Zur Vermeidung
einer solchen gemeinsamen Drehbewegung, wirkt der Endoskop
teil 29 gemäß Fig. 5 vorzugsweise mit einer zweckdienlichen
Blockiervorrichtung zusammen, z.B. mit einem auf der Außen
seite der Hohlwelle 11 angeordneten Stift 37.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung eine
neuartige Anordnung des Ultraschall-Untersuchungsgerätes
schafft, bei dem eine im vorderen Endabschnitt 1 des Ein
führungsteils 100 angeordnete Ultraschall-Sonde 3 an einem
hohlen zylindrischen Stützteil 5 befestigt ist, welches mit
tels hohler Kraftübertragungselemente 8 und 11 mit ihrem An
triebsteil 4 verbunden ist. Ein dadurch entstandener hohler
Kanal von der vorderen Endfläche des Einführungsteils 100
bis zum Handhabungsteil 2 ermöglicht die Aufnahme des Endo
skopteils 29 in der Weise, daß ein Gesichtsfeld auf der Vor
derseite des Einführungsteils 100, bezogen auf seine Einfüh
rungsrichtung, erzeugt wird.
Zur bequemen und zuverlässigen Verwirklichung dieser Anord
nung ist beim gezeigten Beipiel der vordere Endabschnitt 1
des Einführungsteils 100 in eine erste, eine zweite und eine
dritte Einheit U 1, U 2 bzw. U 3 unterteilt. Gemäß Fig. 2 ist
die erste Einheit U 1 zusammengesetzt aus einem in der Nähe
des flexiblen Abschnitts 50 angeordneten kreisringförmigen
Bauteil 51. Die zweite Einheit U 2 ist vom hohlen zylindri
schen Stützteil 5 gebildet, das die Ultraschall-Sonde 3
trägt und mit der flexiblen Welle 8 verbunden ist. Die drit
te Einheit U 3 umfaßt ein Stützteil 52 in Gestalt einer vor
deren Endkappe, welche die weiter oben genannten Bauteile
30, 32 und 34 des Endoskopteils 29 abstützt.
Die Einheiten U 1, U 2 und U 3 werden zum vorderen Endabschnitt
1 folgendermaßen zusammengebaut: Zuerst wird ein hartes Bau
teil 54 mittels mehrerer Schrauben 53 mit dem Stützteil 52
der dritten Einheit U 3 fest verbunden. Das Bauteil 54 ist
mit seinem hinteren Ende an ein Schutzrohr 55 und ein flexi
bles Rohr 56 angeschlossen, die beide die Bildleitfasern 31,
die Lichtleitfasern 33 und den Kanal 35 des Endoskopteils 29
zu schützen vermögen.
Als nächstes wird eine kreisringförmige Hülse 57 des Zapfen
lagers 7, die an ihrem Innenumfang eine Gleitfläche auf
weist, mittels radialer Schrauben 58 mit dem hinteren Ende
des Stützteils 5 in der zweiten Einheit U 2 fest verbunden.
Sodann wird die zweite Einheit U 2 von der Rückseite der fle
xiblen Welle 8 her in die erste Einheit U 1 eingeschoben und
mittels eines Gewinderinges 59 an der Hülse 57 axial posi
tioniert.
Danach wird vom hinteren Ende des Rohres 56 her auf die
dritte Einheit U 3 ein Gewindering 60 aufgeschoben, und das
Kugellager 6 wird am Bauteil 54 mittels eines weiteren Ge
winderings 61 axial fixiert. Sodann wird ein kreisringförmi
ges Auflageteil 62 des Zapfenlagers 7, das am Außenumfang
eine Gleitfläche aufweist, auf das Schutzrohr 55 aufgescho
ben. Die dritte Einheit U 3 wird dann mit ihrem hinteren Ende
voran in das Stützteil 5 und die flexible Welle 8 der zwei
ten Einheit U 2 eingeführt, und das Kugellager 6 wird mittels
des Gewinderings 60 in bezug auf die zweite Einheit U 2 axial
positioniert.
Schließlich werden die erste und die dritte Einheit U 1 und
U 3 durch ein zylindrisches Bauteil 63, das eine ausreichende
Torsionssteifigkeit besitzt und aus einem Kunstharz, z.B.
Polyethylen, hergestellt ist, miteinander verbunden, und die
relative Winkelstellung der beiden Einheiten U 1 und U 3 ist
durch Warzen 64 gesichert. Das Bauteil 63 ist an beiden En
den ebenso wie die Warzen 64 mit den zugehörigen Einheiten
U 1 und U 3 verklebt.
Wenn der vordere Endabschnitt 1 des Einführungsteils 100 wie
beim gezeigten Beispiel in drei Einheiten U 1, U 2 und U 3 un
terteilt ist, kann er durch Einführen der zweiten Einheit U 2
in die erste Einheit U 1 und danach der dritten Einheit U 3 in
die zweite Einheit U 2 schrittweise zusammengebaut werden.
Mit anderen Worten, der vordere Endabschnitt 1 mit seiner
neuartigen Innenanordnung läßt sich bequem und zuverlässig
zusammenbauen.
Wie weiter oben angegeben, ist das Ultraschallwellen-Kopp
lungsmedium in den kreisringförmigen Zwischenraum zwischen
erster und zweiter Einheit U 1 und U 2 sowie in den kreisring
förmigen Zwischenraum zwischen zweiter und dritter Einheit
U 2 und U 3 eingefüllt, um den Reibungswiderstand herabzuset
zen, der an der flexiblen Welle 8 der zweiten Einheit U 2
entsteht, wenn sie gegenüber der ersten und der dritten
Einheit U 1 und U 3 gedreht wird.
Einzelheiten des Aufbaus des Einführungsteils bei einer Aus
führungsform sind in Fig. 9 dargestellt. Der sich vom flexi
blen Abschnitt 50 bis zum Antriebsteil 4 erstreckende Ein
führungsteil 100 ist dreilagig aufgebaut mit einer inneren
Lage 100 a, einer die Lage 100 a bedeckenden mittleren ge
flochtenen Lage 100 b und einer die Lage 100 b bedeckenden
äußeren Lage 100 c. Die innere Lage 100 a ist ein kreisring
förmiges Element, erzielt durch spiraliges Wickeln von ela
stischem Metallband. Die geflochtene Lage 100 b wird durch
Flechten von äußerst dünnen Metalldrähten 70 und äußerst
dünnen hochfesten Fasern 71 zu einem rohrförmigen Geflecht
erzielt. Die Metalldrähte 70 können aus rostfreien bzw. kor
rosionsbeständigen Drähten von etwa 0,02 bis 0,15 mm Durch
messer bestehen, wogegen die hochfesten Fasern 71 aus Poly
imid-Fasern von etwa 0,02 mm Durchmeser oder weniger, z.B.
aus der von der Teÿin Co., Ltd., Japan hergestellten Al
amid-Faser HM-50, bestehen. Die äußere Lage 100 c hat die
Form einer elastischen Hülle aus einem flexiblen Kunstharz-
Material. Bei dieser Ausgestaltung kann die Dicke der ge
flochtenen Lage 100 b auf etwa 0,12 mm oder weniger reduziert
werden, um dadurch den Außendurchmesser des Einführungsteils
100 so klein wie möglich zu halten.
Die hochfeste Faser 71 in der Zwischenlage 100 b des Einfüh
rungsteils 100 besitzt eine hohe Wärmefestigkeit, die es ihr
ermöglicht, einer Temperatur von 200°C kontinuierlich und
eine Spitzentemperatur von 400°C standzuhalten, eine Zug
festigkeit von 310 kg/mm2, die höher ist als die von rost
freien Stählen, sowie eine Eignung zum Drehen, die besser
als die herkömmlicher Polyimid-Fasern, wie z.B. "Kevlar"-
Fasern von DuPont, USA, ist und eine sehr hohe Drehung der
Fasern 71 ermöglicht. Die hochfesten Fasern 71 aus äußerst
dünnen Polyimid-Fasern dienen, bei sehr hoher Drehung, dazu,
ein Aufdrehen wirkungsvoll zu verhindern und die Herstellung
einer mittleren geflochtenen Lage zu ermöglichen, die sich
durch große Geradheit bzw. Gleichmäßigkeit und gutes Ausse
hen auszeichnet. Es versteht sich, daß die Dicke der mittle
ren geflochtenen Lage 100 b durch Vergrößern oder Verkleinern
der Anzahl der miteinander verzwirnten Fasern 71 eingestellt
werden kann.
Auch bei der in Fig. 10 dargestellten anderen Ausführungs
form ist der Einführungsteil 100 dreilagig aufgebaut aus
einer inneren Lage 100 a, einer die Lage 100 a bedeckenden
mittleren geflochtenen Lage 100 b und einer die Lage 100 b
bedeckenden äußeren Lage 100 c. Die innere Lage 100 a und die
mittlere geflochtene Lage 100 b sind den Lagen 100 a und 100 b
der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform ähnlich. Der
Einführungsteil 100 erstreckt sich zwischen dem flexiblen
Abschnitt 50 und dem Antriebsteil 4 und weist in der Nähe
des Antriebsteils 4 einen Endabschnitt auf, in dem ein rohr
förmiges Bauteil 72 aus hartem Kunststoff radial zwischen
der mittleren Lage 100 b und der äußeren Lage 100 c angeordnet
ist. Die Dicke des Bauteils 72 ändert sich in der dem An
triebsteil 4 entgegengesetzten Richtung graduell, um dadurch
die Biegesteifigkeit graduell zu ändern. Dementsprechend ist
die äußere Lage 100 c aus einem gegenüber dem Bauteil 72 re
lativ weichen Kunststoff von einer in Richtung zum Antriebs
teil 4 sich graduell ändernden Dicke und von einem Außen
durchmesser, der über der gesamten Länge des Einführungs
teils 100 im wesentlichen gleich ist. Bei einer solchen
Ausgestaltung ist es möglich, eine abrupte oder unstetige
Änderung der Biegesteifigkeit des Einführungsteils 100 in
der Nähe seiner Verbindungsstelle mit dem Antriebsteil 4 zu
vermeiden. Es ist folglich möglich, den Einführungsteil 100
mit einer weich veränderbaren Krümmung abzubiegen und die
Haltbarkeit des Einführungsteils 100 zu verbessern.
Fig. 11 und 12 zeigen eine andere Ausführungsform des in den
hohlen Kanal einzuführenden Endoskopteils 29. Auch bei die
sem Beispiel ist der vordere Endabschnitt 1 des Einführungs
teils 100 in drei Einheiten U 1, U 2 und U 3 unterteilt. Diese
Ausführungsform ist ungefähr gleich mit der zuvor beschrie
benen, mit der Ausnahme, daß die Einrichtung zur Übertragung
des optischen Bildes im Gesichtsfeld auf der Vorderseite,
bezogen auf die Einführungsrichtung, eine Linsengruppe bzw.
Objektiv 30, einen Festkörper-Bildsensor 38, z.B. ein la
dungsgekoppeltes Bauelement (CCD-Element), und zugehörige
elektrische Signaldrähte 39 umfaßt.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß ein hohler Kanal ge
bildet ist, der sich vom Endabschnitt 1 des Einführungsteils
100 bis zum Handhabungsteil 2 entlang der Mittelachse er
streckt und zur Aufnahme des Endoskopteils 29 dienen kann,
was es ermöglicht, das optische Bild auf der Vorderseite des
Untersuchungsgerätes, bezogen auf seine Einführungsrichtung,
direkt zu erhalten. Alle Ausführungsformen mit einem solchen
optischen Endoskop-System sind somit in der Richtung des
Gesichtsfeldes frei von Beschränkungen, und es ist möglich,
das Untersuchungsgerät in die enge Höhlung des Dickdarms
oder eines ähnlichen Organs von komplexer wellenförmiger
Konfiguration bis zur gewünschten Stelle mit einer deutlich
höheren Sicherheit einzuführen, die erreicht wird, indem die
Vorderseite des Gerätes, bezogen auf die Einführungsrich
tung, ständig beobachtet wird. Ferner kann die Ultraschall-
Sonde 3 in jede Winkelstellung, wenn nötig um 360°, gedreht
werden, so daß es möglich ist, für die Ultraschall-Untersu
chung ein vollständiges Bild der gewünschten Stelle bequem
und zuverlässig zu erhalten, ohne daß schwierige oder kom
plizierte Manipulationen erforderlich sind.
Claims (9)
1. Ultraschall-Untersuchungsgerät,
gekennzeichnet durch
- - eine Ultraschall-Sonde (3), die in einem vorderen Endab schnitt (1) eines in einen Hohlraum, z.B. eine Körperhöhle eines Menschen, einzuführenden Einführungsteils (100) um die Mittelachse des Einführungsteils drehbar angeordnet ist,
- - eine in einem außerhalb des Hohlraums bleibenden äußeren Antriebsteil (4) angeordnete Antriebsvorrichtung (Motor 14) für den Drehantrieb der Ultraschall-Sonde (3),
- - eine durch den Einführungsteil (100) hindurchgeführte hohle Kraftübertragungsleitung zur antriebsmäßigen Ver bindung der Ultraschall-Sonde (3) mit der Antriebsvorrich tung (14), und
- - einen hohlen Kanal, der sich von der Endfläche des vorde ren Endabschnitts (1) im Innern der Kraftübertragungslei tung bis zu einem Handhabungsteil (2) für die Steuerung der Betriebsfunktionen des vorderen Endabschnitts (1) vom Einführungsteil (100) erstreckt.
2. Gerät nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine im hohlen Kanal (35) angeordnete Bildübertragungsein
richtung, derart, daß ein Gesichtsfeld auf der Vorderseite
des Gerätes, bezogen auf die Einführungsrichtung des Endab
schnitts (1), optisch abbildbar ist und das so erhaltene
Bild zum Handhabungsteil (2) weiterleitbar ist.
3. Gerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bildübertragungseinrichtung ein Betrachtungsobjektiv
(30) mit durch den hohlen Kanal geführten Bildleitfasern
(31) umfaßt.
4. Gerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bildübertragungseinrichtung einen Festkörper-Bildsensor
(38) und mit ihm verbundene, durch den hohlen Kanal geführte
elektrische Signaldrähte (39) umfaßt.
5. Gerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Kraftübertragungsleitung ein mehrlagiges Gebilde (Wel le 8) mit wenigstens einer inneren (8 a) und einer äußeren Lage (8 c) umfaßt, die beide aus einem elastischen Werk stoff hergestellt sind, und
- - von der Ultraschall-Sonde (3) zum Handhabungsteil (2) sich erstreckende Signaldrähte (10) zwischen der äußeren (8 c) und der inneren Lage (8 a) verlegt sind.
6. Gerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Kraftübertragungsleitung eine innere Lage (8 a) und eine äußere Lage (8 c), die je von einer Spirale eng ge wickelten Drahtes gebildet sind, und eine mittlere Lage (8 b) umfaßt, die von einer Spirale weit gewickelten Drahtes von größerer Dicke als die Signaldrähte (10) ge bildet ist, und
- - die Signaldrähte (10) einer Schraubenlinie folgend mit Lose in einem Zwischenraum zwischen benachbarten Windungen der Spirale der mittleren Lage (8 b) angeordnet sind.
7. Gerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spiralen der inneren (8 a) und der äußeren Lage (8 c) in
einer Richtung, der Draht von der Spirale der mittleren Lage
(8 b) dagegen in der entgegengesetzten Richtung gewickelt
ist.
8. Gerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vordere Endabschnitt (1) eine erste, zweite und dritte
Einheit (U 1, U 2 bzw. U 3) umfaßt, wobei
- - die erste Einheit (U 1) ein kreisringförmiges Bauteil (51) umfaßt, das in der Nähe eines flexiblen Abschnitts (50) des Einführungsteils (100) angeordnet ist,
- - die zweite Einheit (U 2) ein zylindrisches Stützteil (5) umfaßt mit einem hinteren Abschnitt, der mit der Kraft übertragungsleitung (8) verbunden und in der ersten Einheit (U 1) mittels eines zwischengeschalteten Lagers (7) drehbar gelagert ist, und einem vorderen Abschnitt, der axial vor der ersten Einheit (U 1) angeordnet ist und die Ultraschall-Sonde (3) trägt, und
- - die dritte Einheit (U 3) ein Stützteil (52) umfaßt mit einem vorderen Abschnitt, der axial vor der zweiten Ein heit (U 2) angeordnet ist und ein optisches System (30, 31, 32, 33) zum optischen Abbilden eines Gesichtsfeldes auf der Vorderseite, bezogen auf die Einführungsrichtung des Ein führungsteils (100), trägt, dabei im vorderen Abschnitt der zweiten Einheit (U 2) angeordnet ist und diesen mittels eines zwischengeschalteten Lagers (6) relativ drehbar ab stützt.
9. Gerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Ultraschall-Übertragungsmittel von im wesentlichen glei
cher Schallimpedanz wie der menschliche Körper in einen zwi
schen der ersten und der zweiten Einheit (U 1, U 2) gebildeten
kreisringförmigen Raum und ebenso in einen zwischen der
zweiten und der dritten Einheit (U 2, U 3) gebildeten kreis
ringförmigen Raum eingefüllt ist.
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