DE69839309T2

DE69839309T2 - Video rektoskop

Info

Publication number: DE69839309T2
Application number: DE69839309T
Authority: DE
Inventors: Arie Avni; Victor Levin; Boris Shtul; Dan Oz
Original assignee: Stryker GI Ltd
Current assignee: Stryker GI Ltd
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2018-11-03
Also published as: EP1029414A2; CA2309151C; KR20010031806A; ATE390079T1; JP2001521806A; US6855107B2; WO1999023812A2; IL122111A0; EP1029414A4; AU9758998A; KR100630624B1; WO1999023812A3; AU752555B2; IL122111A; US6447444B1; EP1029414B1; CN1225229C; DE69839309D1; CA2309151A1; US20030032860A1

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf medizinische Sonden und im Einzelnen auf Endoskope.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Für die visuelle Untersuchung und Diagnose von Rektum und Sigmoideum des Dickdarms sind in der Technik verschiedene Arten von Endoskopen bekannt. Starre Rektoskope und Sigmoidoskope kommen für diesen Zweck am häufigsten zum Einsatz, da sie langlebig, gebrauchsfreundlich und relativ preisgünstig sind.
Zur Durchführung einer Untersuchung unter Verwendung des starren Rektoskops (oder Sigmoidoskops) führt der Arzt zuerst ein Spekulum durch den Darmausgang ein. Eine Einführhilfe mit einem stumpfen, abgerundeten distalen Ende ist im Spekulum angebracht und ragt zum leichteren Einführen distal daraus hervor. Wenn das Spekulum an Ort und Stelle ist, zieht der Arzt die Einführhilfe zurück und verschließt das proximale Ende des Spekulums mit einem Stopfen. Im Stopfen ist ein spezielles Teleskop angebracht, dank dessen der Arzt entweder durch direktes Einsehen oder unter Verwendung einer proximal an das Teleskop gekoppelten Videokamera am distalen Ende des Spekulums das Innere des Rektums und Sigmoideums betrachten kann. Zur Beleuchtung des einzusehenden Bereichs wird eine Lichtquelle in einer externen Konsole über Faseroptik proximal an das Spekulum gekoppelt. Üblicherweise umfasst der Stopfen auch einen oder mehrere Arbeitskanäle, die für Ausspülung, Insufflation oder Einführung chirurgischer Instrumente durch das Spekulum verwendet werden.
Verschiedene Rektoskope und Sigmoidoskope dieser Art sind im Handel erhältlich. Von der Karl Storz GmbH, Tuttlingen, Deutschland, ist beispielsweise das Rektoskop Modell 24911S erhältlich, das mit einem Stablinsenteleskop (beispielsweise Modell 24946B) zur Ansicht des Rektums entweder durch direktes Einsehen oder unter Verwendung einer Endovision-Videokamera von Karl Storz verwendet werden kann. Das Rektoskop und das Zubehör sind aus Edelstahl hergestellt, damit nach dem Gebrauch Desinfizierung und Autoklavierung möglich sind.
Rektoskope und Sigmoidoskope mit Einwegspekulum und -einführhilfe sind ebenfalls erhältlich wie das Einweg-Sigmoidoskop KleenSpec von der Welch Allyn Inc., Skaneateles Falls, New York. Das Spekulum und die Einführhilfe sind aus Kunststoff hergestellt. Das Spekulum wird an einen Vielzweckgriff geklammert oder geschraubt, an den eine Lichtquelle, ein Teleskop, eine Videokamera und Instrumente angebracht werden können.
Flexible Sigmoidoskope und Kolonoskope sind in der Technik auch bekannt. Die meisten derartigen Skope weisen ein Faseroptikbündel auf, um Bilder von ihrem distalen Ende im Darm zu einem Okular oder einer Videokamera, die bzw. das am proximalen Ende befestigt ist, zu übertragen. Einige dieser Skope wie das von der Asahi Optical Company, Tokio, hergestellte Pentax ES-3801 PVE Video-Sigmoidoskop haben einen CCD-Detektor mit einer Objektivlinse an seinem distalen Ende. Im Vergleich zu starren Rektoskopen und Sigmoidoskopen sind flexible Skope jedoch teuer, empfindlich und schwer zu reinigen.
Aus der US 5354302 ist ein Endoskop mit Flügeln am distalen Ende bekannt, die beim Einführen geschlossen und bei der Untersuchung geöffnet werden können.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Endoskops und insbesondere eines verbesserten Rektoskops.
Aufgabe einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Video-Rektoskops, das für verbesserte Sichtbarkeit von anatomischen Merkmalen im Rektum sorgt.
Eine weitere Aufgabe einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Rektoskops, das leicht und praktisch von medizinischem Personal zu benutzen ist.
Eine weitere Aufgabe einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Rektoskops mit einem leicht ersetzbaren Einwegabschnitt, so dass nach dem Gebrauch wenn überhaupt nur ein Minimum an Desinfizierung und Sterilisierung notwendig ist.
Eine weitere Aufgabe einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Verfahren und Vorrichtungen, die das Einführen eines Endoskops, besonders eines Rektoskops oder Sigmoidoskops, in eine Körperhöhle erleichtern.
Eine weitere Aufgabe einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Lenkmechanismus für ein Endoskop.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist ein Rektoskop ein längliches, allgemein starres Einführelement mit einem Videokamerakopf an seinem distalen Ende auf. Das Einführelement und der Kamerakopf sind mit einer Einweghülse abgedeckt, die einen transparenten distalen Abschnitt, vorzugsweise mit einem optischen Fenster, aufweist, der den Kamerakopf abdeckt. Der Kamerakopf weist ein in der Technik bekanntes Bilddetektor-Array, vorzugsweise ein CCD-Array, zusammen mit einer Lichtquelle zum Beleuchten eines vom Kamerakopf eingesehenen Bereichs des Darms sowie eine Objektivlinse auf, die ein Bild des Bereichs auf das Array fokussiert. Die vorzugsweise aus einem biokompatiblen Kunststoffmaterial hergestellte Hülse wird entfernt und nach dem Gebrauch entsorgt. Das Rektoskop dient der Untersuchung und Behandlung des Kolons eines Patienten, insbesondere des rektalen und sigmoidalen Abschnitts des Kolons.
Im Vergleich zu in der Technik bekannten starren Rektoskopen und Sigmoidoskopen kann durch die vorliegende Erfindung wesentlich verbesserte Bildqualität bereitgestellt werden, da sich der Videokamerakopf am distalen Ende des Rektoskops, in der Nähe des eingesehenen Bereichs befindet. Dank der distalen Positionierung des Kamerakopfs erzielt das vorliegende Rektoskop sowohl eine stärkere Vergrößerung als auch ein größeres Bildvolumen als die bekannten Rektoskope und Sigmoidoskope, bei denen der Darm durch den Kamerakopf mittels eines Teleskops vom proximalen Ende des Skops eingesehen wird.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst die Hülse eine verjüngte, allgemein stumpfe Spitze zum leichteren Einführen des Rektoskops durch den Darmausgang. Die verjüngte Spitze dient somit als Einführhilfe, die beim Einführen von bekannten Rektoskopen und Sigmoidoskopen verwendet wird. Durch die Eliminierung der Einführhilfe ist der das Rektoskop verwendende Arzt keinen unangenehmen Gerüchen und auch keiner Infektionsgefahr mehr ausgesetzt, was bei der Entfernung der Einführhilfe oft der Fall ist.
Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die optische Achse des Kamerakopfs bezüglich der Längsachse des Einführelements abgewinkelt, und das distale Ende der Hülse ist ebenfalls abgewinkelt, wodurch die verjüngte Spitze definiert wird. Vorzugsweise hat die Hülse einen knollenförmigen Vorsprung an der Spitze, wodurch das Einführen des Rektoskops durch den Darmausgang weiter erleichtert wird.
Bei einer derartigen bevorzugten Ausführungsform ist ein Spiegel an dem knollenförmigen Vorsprung befestigt, der so geformt ist, dass der Spiegel im Bildvolumen des Kamerakopfs positioniert und schräg zu dessen optischer Achse ausgerichtet ist. Ein Bild der Innenwand des Rektums oder Sigmoideums wird vom Spiegel reflektiert und vom Kamerakopf erfasst. Dank des Spiegels kann der Arzt also ein Bild von einem alternativen Blickwinkel sehen, was besonders für das Beobachten und Steuern der Bewegung von Instrumenten, die der Arzt wie unten beschrieben unter Einsatz des Rektoskops in das Rektum einführt, nützlich sein kann.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die verjüngte Spitze der Hülse durch mehrere aus einem elastischen Material gebildete Flügel gebildet, die in geschlossener Konfiguration eng aneinander anliegen, um den transparenten Abschnitt der Hülse und den Kamerakopf abzudecken. Während des Einführen durch den Darmausgang schützen die geschlossenen Flügel den transparenten Abschnitt vor einer Verschmutzung durch Stuhl, Gleitmittel oder andere Substanzen. Nach dem Einführen des Rektoskops werden die Flügel auseinandergezogen, vorzugsweise indem die Hülse proximal zurückgezogen wird, um den transparenten Abschnitt der Hülse freizulegen und damit der Kamerakopf Bilder des eingesehenen Darmbereichs empfangen kann.
Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist die Hülse einen oder mehrere Arbeitskanäle auf, die für Saugung, Spülung, Insufflation, Durchführen von chirurgischen Instrumenten oder andere in der Technik bekannte Funktionen verwendet werden können. Das Rektoskop weist einen Griff auf, an den die Hülse vorzugsweise über eine Schnellankoppel/abkoppelarmatur angebracht ist. Vorzugsweise weist der Griff Benutzerbedienelemente zum Regeln von Funktionen wie Saugung, Spülung und Insufflation durch die Arbeitskanäle auf. Weiter bevorzugt weisen einer oder mehrere der Arbeitskanäle ein Einwegeventil auf, um Rückfluss von bei der Spülung oder Insufflation verwendetem Fluid (Gas oder Flüssigkeit) durch die Kanäle zu verhindern.
Erfindungsgemäße Rektoskope sind nach der vorliegenden Beschreibung zwar allgemein starr, aber bei einigen bevorzugten Ausführungsformen kann das Einführelement einen flexiblen, elastischen Längsteil aufweisen. Dank dieses Teils kann sich das Rektoskop beim Einführen in das Rektum biegen, um das Einführen leichter und für den Patienten weniger schmerzhaft zu machen. Ein solches Biegen ist bei der Verwendung von bekannten starren Endoskopen nicht möglich, und es unterscheidet sich vom Biegen flexibler Endoskope, die zur Wahrung einer bestimmten Form nicht starr genug sind und für die zur Steuerung ihres Biegewinkels und ihrer Biegerichtung komplizierte Lenkmechanismen notwendig sind.
Bei einer derartigen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Rektoskophülse eine oder mehrere flexible, in Längsrichtung angeordnete aufblasbare Blasen, und zwar vorzugsweise mindestens zwei derartige Blasen, die radial in der Hülse an verschiedenen Seiten des flexiblen Teils des Einführelements angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Blasen an gegenüberliegenden Seiten der Hülse platziert. Die Blasen sind über jeweilige Ventile mit einer geeigneten Druckquelle verbunden. Wenn der Druck in einer der Blasen erhöht wird, verlängert sie sich; wenn der Druck hingegen verringert wird, neigt sie dazu, sich zu verkürzen. Somit wird der Biegewinkel der Hülse und des darin befindlichen Einführelements durch Variieren des Drucks in der einen oder den mehreren Blasen gesteuert.
Bei einem Beispiel wird ein allgemein starrer rektaler Einsatz mit einem durch ihn hindurchgehenden gebogenen Kanal bis zur Sigmaschlinge in ein Rektum eingeführt. Der Einsatz wird im Rektum gedreht, so dass der Ausgang des Kanals an der Sigmaschlinge in einer allgemein entlang der Achse des Sigmoideums verlaufenden Richtung in den Darm mündet. Das oben beschriebene Rektoskop mit dem flexiblen Teil wird dann durch den Kanal eingeführt und wird durch die Starre des Einsatzes dazu gezwungen, sich zur Achse des Sigmoideums zu biegen. Durch die Kombination des Einsatzes und des Rektoskops wird somit die endoskopische Untersuchung eines Abschnitts des Darms gestattet, der im Allgemeinen nur durch die Verwendung eines kostspieligeren flexiblen Endoskops erreicht werden kann. Der hier beschriebene rektale Einsatz kann auch in Verbindung mit bekannten flexiblen Endoskopen verwendet werden, wodurch das Durchführen des Endoskops durch das Sigmoideum erleichtert wird, der Vorgang weniger schmerzhaft ist und weniger Gefahr einer versehentlichen Darmperforation besteht.
Die bevorzugten Ausführungsformen werden hier zwar mit Bezug auf die Untersuchung und Behandlung des Rektums beschrieben und die Endoskope gemäß solchen bevorzugten Ausführungsformen werden hier allgemein als Rektoskope bezeichnet, aber es versteht sich, dass solche Endoskope auf ähnliche Weise angepasst und verwendet werden können, um als Sigmoidoskope zu dienen. Die Grundsätze der vorliegenden Erfindung können auf ähnliche Weise zur Herstellung von starren Endoskopen zum Einführen in andere Körperhöhlen wie den Hals, die Vagina oder irgendeine andere Körperhöhle angewandt werden, die zur Aufnahme eines Endoskops mit einem Videokamerakopf an seinem distalen Ende, wie hier beschrieben, groß genug ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird daher ein Videoendoskop mit Folgendem bereitgestellt:
einem allgemein starren, länglichen Einführelement mit einem distalen und einem proximalen Ende,
einem Videokamerakopf, der am distalen Ende des Einführelements befestigt ist, und
einer Hülse, die über das Einführelement passt und dieses abdeckt und einen distalen Abschnitt hat, der den Videokamerakopf abdeckt, wobei mindestens ein Teil des distalen Abschnitts im Wesentlichen transparent ist.
Vorzugsweise weist der Kamerakopf ein Detektor-Array und eine Objektivlinse auf, die ein Bild auf dem Detektor-Array erzeugt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kamerakopf schräg zu einer Längsachse des Einführelements geneigt.
Vorzugsweise weist der Kamerakopf eine Lichtquelle auf, besonders bevorzugt mit einer oder mehreren LEDs.
Der im Wesentliche transparente Teil des distalen Abschnitts der Hülse weist ein optisches Fenster auf.
Der distale Abschnitt der Hülse weist eine verjüngte Spitze auf, die das Einführen des Endoskops durch den Darmausgang erleichtert. Weiter bevorzugt weist die verjüngte Spitze einen knollenförmigen Vorsprung auf.
Die verjüngte Spitze weist zwei oder mehr Flügel auf, die während des Einführens durch den Darmausgang geschlossen sind und sich nach dem Einführen öffnen und den transparenten Teil des distalen Abschnitts der Hülse freilegen. Zum Öffnen der Flügel wird die Hülse in einer proximalen Richtung geschoben und bezüglich des Einführelements gezogen.
Vorzugsweise enthält die Hülse einen in Längsrichtung an ihr entlanggehenden Arbeitskanal. Weiter bevorzugt weist die Hülse ein Einwegeventil im Arbeitskanal auf, um Fluidrückfluss durch diesen zu verhindern.
Vorzugsweise weist das Endoskop einen am proximalen Ende des Einführelements befestigten Griff auf, und der Griff weist Benutzerbedienelemente zur Steuerung des Durchgangs von Fluid durch den Arbeitskanal auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Längsteil des Einführelements flexibel und elastisch. Vorzugsweise weist die Hülse eine aufblasbare Blase auf, die so in Längsrichtung in der Hülse angeordnet ist, dass sich die Blase beim Aufblasen verlängert, so dass sich das Einführelement biegt.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist ein Spiegel in einer distalen Position zum Kamerakopf in einem Bildvolumen davon befestigt und schräg zu einer optischen Achse des Kamerakopfs ausgerichtet, so dass der Kamerakopf ein vom Spiegel reflektiertes Bild erfasst. Vorzugsweise schließt das vom Spiegel reflektierte Bild einen Bereich einer physiologischen Struktur ein, in dem ein chirurgischer Vorgang unter Verwendung des Endoskops durchzuführen ist.
Ferner wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Lenkmechanismus für eine längliche medizinische Sonde bereitgestellt, der mindestens ein an der Sonde befestigtes steuerbar aufblasbares Element aufweist, so dass sich eine Längsabmessung des Elements ändert, wenn dieses aufgeblasen wird, wodurch die Sonde veranlasst wird, sich zu biegen.
Vorzugsweise weist das mindestens eine aufblasbare Element zwei Elemente auf, die radial auf verschiedenen Seiten der Sonde angeordnet sind, um die Sonde in unterschiedlichen, jeweiligen Richtungen zu biegen. Weiter bevorzugt weisen die beiden Elemente ein erstes und ein zweites Element auf gegenüberliegenden Seiten der Sonde auf, so dass das erste Element aufgeblasen und die Luft aus dem zweiten Element abgelassen wird, um die Sonde zu der Seite hin zu biegen, auf der das zweite Element befestigt ist.
Vorzugsweise weist das mindestens eine aufblasbare Element an einer Außenfläche davon einen dehnbaren Wandteil auf, der sich als Reaktion auf die Veränderungen im Aufblaszustand des Elements dehnt und zusammenzieht.
Vorzugsweise weist der Mechanismus eine Druckquelle auf, mit der das aufblasbare Element gesteuert beaufschlagt wird, um das Biegen der Sonde zu steuern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sonde ein allgemein starres Endoskop mit einem flexiblen Teil auf, der durch den Mechanismus gebogen wird, wobei das Endoskop vorzugsweise eine Einweghülse aufweist, die das mindestens eine aufblasbare Element aufweist.
Des Weiteren wird ein allgemein starrer rektaler Einsatz mit einem distalen Ende bereitgestellt, das in das Rektum eines Patienten eingeführt wird, wobei ein gebogener Kanal durch den Einsatz geht, durch den ein Endoskop in den sigmoidalen Abschnitt des Kolons eines Patienten eingeführt wird.
Vorzugsweise wird das distale Ende des Einsatzes in die Nähe der Sigmaschlinge des Patienten gebracht, und der Kanal ist so gebogen, so dass er seitlich aus dem distalen Ende in die Schlinge mündet. Weiter bevorzugt kann der Einsatz so im Rektum gedreht werden, um die Öffnung des Kanals am distalen Ende davon auf den Darm auszurichten.
Nicht erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur endoskopischen Untersuchung bereitgestellt, wobei
ein längliches, allgemein starres Einführelement mit einem Videokamerakopf an einem distalen Ende des Elements bereitgestellt wird,
eine Einweghülse so über dem Element angebracht wird, dass der Kamerakopf durch einen im Wesentlichen transparenten Abschnitt der Hülse abgedeckt ist,
das durch die Hülse abgedeckte Einführelement in eine Körperhöhle eines Subjekts eingeführt wird und
Videobilder in der Körperhöhle vom Kamerakopf empfangen werden.
Vorzugsweise gehört zum Anbringen der Hülse das Anbringen einer Hülse mit einer verjüngten Spitze, und zum Einführen des Elements gehört, dass zuerst die verjüngte Spitze in die Höhle eingeführt wird.
Bei einem bevorzugten Beispiel wird die verjüngte Spitze nach dem Einführen geöffnet, um den im Wesentlichen transparenten Abschnitt der den Kamerakopf abdeckenden Hülse freizulegen, wobei zum Öffnen der verjüngten Spitze vorzugsweise gehört, dass mindestens ein Abschnitt der Hülse in eine proximale Richtung über das Einführelement geschoben wird, um zwei oder mehr Flügel zu trennen, die zusammenlaufen, um die verjüngte Spitze zu bilden.
Vorzugsweise gehört zum Empfangen der Videobilder das Beleuchten des Inneren der Körperhöhle unter Verwendung einer Lichtquelle im Videokamerakopf.
Weiter bevorzugt gehört zum Anbringen der Einweghülse das Anbringen einer Hülse mit mindestens einem dort hindurchgehenden Arbeitskanal. Bei einem bevorzugten Beispiel wird die Körperhöhle insuffliert, indem ein Druckfluid durch den Arbeitskanal geleitet wird.
Bei einem bevorzugten Beispiel gehört zum Bereitstellen des Einführelements das Bereitstellen eines Elements, von dem mindestens ein Längsabschnitt flexibel und elastisch ist, und zum Einführen des Elements gehört das Biegen des flexiblen, elastischen Abschnitts. Vorzugsweise gehört zum Einführen des Elements das Einführen eines Einsatzes, durch den ein gebogener Kanal verläuft, in die Körperhöhle und das Durchführen des Elements durch den Kanal. Als Alternative oder zusätzlich gehört zum Biegen des flexiblen, elastischen Abschnitts das Aufblasen einer in der Hülse angeordneten aufblasbaren Blase, so dass sich die Blase verlängert, wodurch der Abschnitt gebogen wird.
Vorzugsweise gehört zum Einführen des Einführelements das Einführen des Elements durch den Darmausgang des Subjekts, und zum Empfangen der Bilder gehört das Empfangen von Bildern im Rektum oder als Alternative oder zusätzlich das Empfangen von Bildern im Sigmoideum.
Nicht erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zum Lenken einer medizinischen Sonde bereitgestellt, wobei
ein aufblasbares Element an der Sonde befestigt wird und
das Element gesteuert aufgeblasen wird, um dessen Länge zu ändern, wodurch die Sonde zum Biegen veranlasst wird.
Vorzugsweise gehört zum Befestigen des aufblasbaren Elements das Befestigen mehrerer Elemente auf verschiedenen Seiten der Sonde, so dass jedes Element die Sonde dazu veranlasst, sich in einer anderen jeweiligen Richtung zu biegen.
Bei einem bevorzugten Beispiel weist die medizinische Sonde ein allgemein starres Endoskop auf, von dem mindestens ein Teil flexibel ist, und wobei der flexible Teil des Endoskops durch steuerbares Aufblasen des Elements zum Biegen veranlasst wird.
Nicht erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zum Einführen eines Endoskops in das Kolon eines Patienten bereitgestellt, wobei
ein allgemein starrer Einsatz mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende bereitgestellt wird, durch den ein gebogener Kanal hindurchgeht und der eine seitliche Öffnung am distalen Ende hat,
der Einsatz in das Rektum des Patienten eingeführt wird, so dass das distale Ende in der Nähe der Sigmaschleife des Kolons ist, und
das Endoskop durch den Kanal und in das Sigmoideum geführt wird.
Vorzugsweise wird der Einsatz gedreht, um die Öffnung am distalen Ende des Einsatzes auf das Kolon auszurichten, bevor das Endoskop hindurchgeführt wird.
Vorzugsweise gehört zum Durchführen des Endoskops das Durchführen eines flexiblen Endoskops durch den Kanal oder als Alternative das Durchführen eines allgemein starren Endoskops mit einem flexiblen Abschnitt durch den Kanal, so dass der flexible Abschnitt durch die Biegung des Kanals gebogen wird.
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den Zeichnungen besser verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Rektoskops gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung teilweise im Schnitt,
2 eine Schnittansicht einer Einzelheit eines distalen Abschnitts des Rektoskops aus 1,
3A und 3B schematische Schnittansichten eines mit einer Hülse abgedeckten Rektoskops, in der geschlossenen bzw. offenen Konfiguration der Hülse, gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4A eine schematische Schnittansicht des distalen Abschnitts eines Rektoskops gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4B eine schematische Darstellung eines vom Rektoskop nach 4A erfassten Videobilds,
5A eine schematische Schnittansicht des distalen Abschnitts eines Rektoskops gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5B eine schematische Schnittdarstellung eines rektalen Einsatzes, der sich besonders in Verbindung mit dem Rektoskop nach 5A eignet, und
6 eine schematische Schnittdarstellung eines Rektoskops gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, bei der es sich um eine schematische Darstellung eines Video-Rektoskops 20 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung teilweise im Schnitt handelt. Das Rektoskop 20 umfasst einen Einführteil 22, der in das Rektum eines Subjekts eingeführt wird, und einen Griff 24, der von einem die Untersuchung durchführenden Arzt ergriffen wird. Der Einführteil 22 umfasst ein am Griff 24 befestigtes Einführelement 28 und eine Einweghülse 26, die das Einführelement abdeckt. Das Element 28 umfasst einen Videokamerakopf 30 am distalen Ende des Elements, der über Drähte 32 mit dem Griff 24 verbunden ist. Vorzugsweise umfasst die Hülse 26 ein biokompatibles Kunststoffmaterial wie Polycarbonat und ist mittels einer Schnellkoppelarmatur am Griff 24 angebracht, wie in der Technik bekannt. Nach dem Gebrauch wird die Hülse 26 entfernt und entsorgt.
2 ist eine schematische Teildarstellung, die Einzelheiten des distalen Endes des Einführteils 22 einschließlich des Kamerakopfs 30 zeigt. Der Kamerakopf umfasst einen Detektor-Arraychip 46, vorzugsweise mit einem Farb-CCD-Array 50 wie einem Sony ICX087AKB CCD-Chip, mit einem daran befestigten geeigneten optischen Filter. Eine oder mehrere Lampen 42 beleuchten einen vom Kamerakopf eingesehenen Bereich des Darms. Ein Bild des Bereichs wird durch ein optisches Fenster 36 in der Hülse 26 empfangen und durch eine Objektivlinse 44 auf das Array 50 fokussiert.
Vom Chip 46 erzeugte Signale werden über Drähte 32 zum Griff 24 übertragen, und von dort über ein Kabel 38 (1) zu einer Videokonsole; dort werden die Signale verarbeitet und zum Treiben einer Videoanzeige verwendet. Bei der Videokonsole und der Videoanzeige (nicht gezeigt in den Figuren) wird standardmäßige, in der Technik wohlbekannte Videoelektronik verwendet. Als Alternative kann der Griff 24 eine Energiequelle wie eine oder mehrere Batterien, Verarbeitungselektronik und einen Videosender aufweisen und verarbeitete Signale über eine drahtlose Verbindung vom Chip 46 zur Videokonsole übertragen.
Die Lampen 42 umfassen vorzugsweise Weißlicht-LEDs wie T1 White L3-W31N LEDs von der Sloan AG, Basel, Schweiz. Die Lampen werden mit elektrischem Strom gespeist, der über die Drähte 32 und das Kabel 38 von der Konsole zugeführt wird. Als Alternative können die Lampen durch Batterien im Griff 24 gespeist werden, wie oben beschrieben. In beiden Fällen werden durch die Verwendung der Lampen 42 der Aufwand und die Kosten der Verwendung einer faseroptischen Hochleistungslichtquelle zur Beleuchtung des eingesehenen Bereichs, wie sie bei bekannten Endoskopen verwendet wird, verringert.
Nach der Darstellung in 2 ist das Fenster 36 relativ klein, um die Herstellung zu vereinfachen und die Kosten der Hülse 26 zu verringern. Die Hülse 26 weist auch einen transparenten Bereich um das Fenster herum auf, damit die Lampen 42 den eingesehenen Bereich beleuchten können, aber dieser Bereich braucht nicht von optischer Qualität zu sein. Falls erwünscht, kann nämlich die gesamte Hülse 26 aus transparentem Kunststoff hergestellt sein.
Es ist ersichtlich, dass die optische Achse der Linse 44 und des Arrays 50 bezüglich der Längsachse des Elements 28 schräg abgewinkelt ist. Das Fenster 36 und das distale Ende der Hülse 26 sind ebenfalls abgewinkelt. Anstatt gerade den Darm hinunter gerichtet zu sein, wie bei bekannten starren Rektoskopen und Sigmoidoskopen, kann der Kamerakopf 30 dank dieser Abwinkelung einen Bereich der Darmwand einsehen, der dem distalen Ende des Teils 22 relativ nahe liegt. Aufgrund dieser Anordnung kann der Teil 22 an seinem distalen Ende relativ schmal und spitz ausgeführt werden, so dass das Einführen durch den Darmausgang des Subjekts leichter und weniger schmerzhaft ist und keine getrennte Einführhilfe notwendig ist. Vorzugsweise ist an der distalen Spitze der Hülse 26 ein knollenförmiger Vorsprung 34 ausgebildet, so dass der Durchgang durch den Darmausgang für den Patienten so wenig unangenehm wie möglich ist.
Die Hülse 26 weist vorzugsweise mindestens einen Arbeitskanal 38 auf, der an einer Öffnung 52 am distalen Ende der Hülse endet. Der Kanal 38 kann zum Einführen von chirurgischen Instrumenten wie einer Biopsiezange in den Darm und zur Durchführung von chirurgischen Eingriffen mit Einsicht des Kamerakopfs 30 genutzt werden. Die oben beschriebene abgewinkelte Ausrichtung des Kamerakopfs ist für das Verfolgen solcher Eingriffe besonders vorteilhaft, da das chirurgische Instrument die Darmwand im Bildvolumen des Kamerakopfs in Eingriff nimmt.
Zusätzlich oder als Alternative kann der Kanal 38 für Saugung, Spülung und/oder Insufflation des Darms verwendet werden, indem der Kanal mit einer geeigneten Pumpe oder Gasquelle verbunden wird, wie in der Technik bekannt. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung über den Griff 24, und Saugung, Spülung oder Insufflation wird über Benutzerbedienelemente 40 am Griff gesteuert. Im Allgemeinen ist es wünschenswert, den Darm während der Untersuchung aufzublasen, damit die Darmwand vom Fenster 36 weggedrückt wird, so dass der Kamerakopf 30 die Wand besser einsehen kann. Zu diesem Zweck weist die Hülse 26 vorzugsweise ein Einwegeventil 54 wie eine Segelklappe, wie in der Technik bekannt, im Kanal 38 auf. Nach dem Durchführen eines Druckgases durch den Kanal zum Aufblasen des Darms schließt das Ventil 54, um einen Rückfluss des Gases zu verhindern und den Druck im Darm aufrechtzuerhalten.
3A und 3B sind schematische Schnittdarstellungen eines Rektoskops 60 mit einer Einweghülse 62 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Rektoskop 60 weist ein allgemein starres Einführelement 28 auf, das im Wesentlichen, wie oben mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben, einen Videokamerakopf 30 an seinem distalen Ende hat, obwohl beim Rektoskop 60 die optische Achse des Kamerakopfs allgemein auf die Längsachse des Elements 28 ausgerichtet ist.
Die Hülse 62 umfasst eine äußere Schicht 64 und eine innere Schicht 66. Die innere Schicht umfasst vorzugsweise ein allgemein starres Kunststoffmaterial wie Polycarbonat und passt eng über das Element 28. Die Schicht 66 umfasst einen transparenten distalen Abschnitt, vorzugsweise mit einem optischen Fenster 68, wie oben beschrieben. Die äußere Schicht 64 ist vorzugsweise aus einem flexiblen, elastischen Kunststoff wie Polyethylen hergestellt und weist zwei oder mehr Flügel 70, vorzugsweise drei derartige Flügel, auf.
Wie in 3A gezeigt, liegen die Flügel 70 während des Einführens des Rektoskops 60 durch den Darmausgang aneinander an, wodurch das distale Ende des Rektoskops verschlossen und das Fenster 68 geschützt wird. Die Flügel bilden vorzugsweise eine Struktur mit stumpfer Spitze, was das Einführen erleichtert.
Wie in 3B gezeigt, werden die Flügel 70 nach dem Einführen geöffnet, um das Fenster 68 freizulegen und dem Kamerakopf 30 zu gestatten, Bilder vom Darminneren zu empfangen. Vorzugsweise werden die Flügel geöffnet, indem die äußere Schicht 64 in einer proximalen Richtung bezüglich der inneren Schicht 66 aus dem Rektum (nach rechts in 3A und 3B) gezogen wird. Jeder Flügel 70 weist vorzugsweise einen inneren Vorsprung 72 auf, der die Oberfläche der inneren Schicht 66 in Eingriff nimmt und den Flügel nach außen zwingt, wie in der Figur gezeigt. Nach dem Abschluss des Rektoskopievorgangs kann die Hülse 62 wieder in die Konfiguration von 3A gebracht werden, um durch den Darmausgang entfernt zu werden.
4A ist eine schematische Teildarstellung eines distalen Abschnitts eines Rektoskops 76 gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Rektoskop 76 ist dem in 1 und 2 gezeigten Rektoskop 20 allgemein ähnlich und umfasst das Einführelement 28 mit dem Kamerakopf 30 an seinem distalen Ende. Das Rektoskop 76 ist von einer Hülse 78 abgedeckt, die der Hülse 26 ähnelt, abgesehen davon, dass die Hülse 78 einen knollenförmigen Vorsprung 80 aufweist, der sich in das Bildvolumen des Kamerakopfs 30 erstreckt. Ein Spiegel 82 ist in einer solchen Position und mit einer solchen Ausrichtung am Vorsprung 80 befestigt, dass ein Bild einer physiologischen Struktur 84, im Allgemeinen der Wand des Rektums, vom Spiegel durch das Fenster 36 reflektiert und vom Kamerakopf 30 erfasst wird. In dem in 4A gezeigten Beispiel wurde ein chirurgisches Instrument 88 durch den Arbeitskanal 38 in der Hülse 78 eingeführt und wird dazu verwendet, an einem Punkt 86 an der Struktur 84 eine Biopsieprobe zu entnehmen.
4B ist eine schematische Darstellung eines unter Verwendung des Rektoskops 76 in der Konfiguration von 4A erfassten Videobilds 90. Der obere Teil des Bilds zeigt die Instrumente 88 und die Struktur 84, wie sie vom Kamerakopf 30 direkt durch das Fenster 36 gesehen werden. Es handelt sich wegen des Blickwinkels des Kamerakopfs um eine perspektivische Darstellung des Instruments. Es kann daher schwierig sein, auf der Grundlage eines solchen Bilds den Abstand zwischen dem Instrument und der Struktur abzuschätzen. Eine Einfügung 92 im unteren Abschnitt des Bilds 90 zeigt das Instrument 88 und die Struktur 84, wie sie über den Spiegel 82 gesehen werden. In diesem Fall können auf der Grundlage des Betrachtungswinkels des Instruments dessen Position und Abstand von der Struktur 84 klar ersehen und genauer gesteuert werden.
5A ist eine schematische Schnittansicht des distalen Abschnitts eines Rektoskops 106 gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Rektoskop 106 ist dem in 1 und 2 gezeigten Rektoskop 20 im Wesentlichen ähnlich, abgesehen davon, dass das Einführelement 28 des Rektoskops mindestens einen flexiblen, elastischen Teil 108 aufweist. Der Teil 108 weist vorzugsweise ein elastisches Element, beispielsweise einen Federstahleinsatz, auf, der bzw. das den Teil normalerweise gerade hält, ihm jedoch als Reaktion auf darauf ausgeübte seitliche Kräfte ein Biegen gestattet. Weiter bevorzugt weist die Hülse 26 des Rektoskops 106 ein flexibles, elastisches Material, beispielsweise Polyethylen oder Silikon, auf, so dass sich die Hülse entsprechend biegen und dehnen kann, wenn sich der Teil 108 biegt.
Dank der Biegefähigkeit des Rektoskops 106 kann es im Vergleich zu einem vollkommen starren Rektoskop oder Sigmoidoskop leichter und für den Patienten schmerzloser und weniger unangenehm in das Rektum bis zum Sigmoideum eingeführt werden. Aus der Technik bekannte starre Rektoskope können keinen flexiblen Teil wie das Rektoskop 106 aufweisen, da das Biegen des flexiblen Teils die optische Achse des Teleskops beeinträchtigen würde, das für das endoskopische Einsehen verwendet wird. Bekannte flexible Sigmoidoskope können zwar gebogen und für den Patienten weniger unangenehm als starre Skope eingeführt werden, aber derartige flexible Skope erfordern komplizierte und teure Lenkmechanismen. Durch Platzieren des Kamerakopfs 30 am distalen Ende des Rektoskops 106 gestattet die vorliegende Erfindung ein Maß an Flexibilität, ohne dass ein Lenkmechanismus nötig wäre.
5B ist eine schematische Schnittdarstellung eines rektalen Einsatzes 102 für die Verwendung bei der endoskopischen Untersuchung und Behandlung des Darms 96 eines Patienten. Der Einsatz 102 eignet sich besonders zum Führen des Rektoskops 106 in den Darm, kann aber auch in Verbindung mit bekannten herkömmlichen flexiblen Endoskopen verwendet werden. Der Einsatz 102 ist vorzugsweise aus einem allgemein starren Kunststoffmaterial wie Polycarbonat hergestellt, kann aber zum leichteren Einführen etwas flexibel sein. Durch den Einsatz geht ein gebogener Kanal 104, dessen innerer Durchmesser groß genug ist, dass ein Endoskop wie das Rektoskop 106 durch den Kanal eingeführt werden kann.
Der Einsatz 102 wird durch das Rektum 98 bis zur Sigmaschleife 100 des Darms 96 eingeführt. Der Einsatz wird gedreht, so dass der Kanal 104 in den sigmoidalen Abschnitt 101 des Darms mündet (siehe 5B). Das Rektoskop 106 wird dann durch den Einsatz geführt und biegt sich entlang der Kurve im Kanal. Das distale Ende des Rektoskops mit dem Kamerakopf 30 wird in das Sigmoideum 101 hinausgeschoben, wodurch eine Prüfung und Behandlung eines Abschnitts des Darms 96 gestattet wird, der ansonsten nur unter Verwendung eines herkömmlichen flexiblen Endoskops zugänglich wäre. Der Einsatz 102 schützt auch den Bereich der Schleife 100 vor Druck, der durch das Rektoskop (oder durch ein dort eingeführtes herkömmliches flexibles Endoskop) ausgeübt wird und ansonsten Schmerzen oder sogar eine Darmperforation verursachen könnte.
6 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Rektoskops 110 mit einem Lenkmechanismus 111 gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Rektoskop 110 umfasst das Einführelement 28 und den Kamerakopf 30, die von einer Einweghülse 112 abgedeckt werden, die an einem distalen Ende ein optisches Fenster 36 hat, wie bei anderen oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen. Das Element 28 des Rektoskops 110 hat entweder einen flexiblen Teil, wie oben mit Bezug auf 5A beschrieben, oder ist über im Wesentlichen seine gesamte Länge flexibel gestaltet, wie in 6 gezeigt.
Der Lenkmechanismus 111 umfasst zwei flexible längliche Blasen 118 und 120, die in der Hülse 112 enthalten und radial auf gegenüberliegenden Seiten des Elements 28 angeordnet sind. Die Blasen 118 und 120 haben dehnbare Wandteile 114 bzw. 116 und vorzugsweise akkordionartige Wände, wie in 6 gezeigt. Die Blasen sind über Ventile 124 an eine Druckquelle 126, beispielsweise eine Gasflasche oder Pumpe, gekoppelt, die entweder in einem Griff 122 des Rektoskops 110 oder in einer getrennten Konsole enthalten sein kann. Durch Betätigung der Ventile 124 werden die Blasen 118 und 120 bis zu Drücken P1 bzw. P2 mit Druck beaufschlagt. Bei dem in 6 gezeigten Beispiel ist P1 größer als P2, wodurch sich der Wandteil 114 der Blase 118 dehnt und der Wandteil 116 der Blase 120 zusammenzieht, wodurch das Element 28 zum Biegen veranlasst wird.
Der Mechanismus 111 stellt daher ein einfaches, preisgünstiges Einwegmittel zum steuerbaren Biegen und Lenken des Rektoskops 110 bereit, indem die Blase 118 und 120 in der Hülse 112 aufgeblasen und die Luft daraus wieder abgelassen wird. Zusätzliche Blasen können entlang der Länge des Rektoskops und/oder radial um es herum positioniert werden, damit die Biegeform und richtung des Rektoskops bessert gesteuert werden kann. Es versteht sich, dass derartige druckgetriebene Einweg- oder wiederverwendbare Lenkmechanismen auch auf andere Arten von Endoskopen angewendet werden können.
Es versteht sich ferner, dass die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen nur beispielhaft erwähnt wurden und der volle Schutzumfang der Erfindung nur durch die Ansprüche beschränkt wird.

Claims

Endoskop (60) mit einem allgemein starren, länglichen Einführelement (28) mit einem distalen und einem proximalen Ende und einer entfernbaren Hülse (62) mit einer inneren und einer äußeren Schicht (66, 64), die über das Einführelement passen und dieses abdecken, wobei die äußere Schicht (64) einen distalen Abschnitt mit einer verjüngten Spitze aufweist, die das Einführen des Endoskops erleichtert und zwei oder mehr Flügel (70) aufweist, die während des Einführens geschlossen sind und sich nach dem Einführen öffnen und den transparenten Teil des distalen Abschnitts der Hülse freilegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Endoskop in den Darmausgang eingeführt wird, ein Videokamerakopf (30) am distalen Ende des Einführelements befestigt ist, die innere Schicht (66) der Hülse einen distalen Abschnitt hat, der den Videokamerakopf abdeckt und transparent ist, und dass jeder Flügel einen inneren Vorsprung (72) aufweist, der die Oberfläche der inneren Schicht (66) der Hülse (62) in Eingriff nimmt und den Flügel nach außen zwingt, wenn die äußere Schicht (64) in einer proximalen Richtung bezüglich der inneren Schicht (66) bewegt wird.
Endoskop nach Anspruch 1, wobei der Kamerakopf ein Detektor-Array aufweist.
Endoskop nach Anspruch 2, wobei der Kamerakopf eine Objektivlinse aufweist, die ein Bild auf dem Detektor-Array erzeugt.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kamerakopf schräg zur Längsachse des Einführelements geneigt ist.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kamerakopf eine Lichtquelle aufweist.
Endoskop nach Anspruch 5, wobei die Lichtquelle eine oder mehrere LEDs aufweist.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der im Wesentliche transparente Teil des distalen Abschnitts der Hülse ein optisches Fenster aufweist.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülse zum Öffnen der Flügel in einer proximalen Richtung geschoben und bezüglich des Einführelements gezogen wird.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülse einen in Längsrichtung an ihr entlanggehenden Arbeitskanal enthält.
Endoskop nach Anspruch 9, wobei die Hülse ein Einwegeventil im Arbeitskanal aufweist, um Fluidrückfluss durch diesen zu verhindern.
Endoskop nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Endoskop einen am proximalen Ende des Einführelements befestigten Griff aufweist und wobei der Griff Benutzerbedienelemente zur Steuerung des Durchgangs von Fluid durch den Arbeitskanal aufweist.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Längsteil des Einführelements flexibel und elastisch ist.
Endoskop nach Anspruch 12, wobei die Hülse eine aufblasbare Blase aufweist, die so in Längsrichtung in der Hülse angeordnet ist, dass sich die Blase beim Aufblasen verlängert, so dass sich das Einführelement biegt.
Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem in einer distalen Position zum Kamerakopf in einem Bildvolumen davon befestigten Spiegel, der schräg zu einer optischen Achse des Kamerakopfs ausgerichtet ist, so dass der Kamerakopf ein vom Spiegel reflektiertes Bild erfasst.
Endoskop nach Anspruch 14, wobei das vom Spiegel reflektierte Bild einen Bereich einer physiologischen Struktur einschließt, in dem ein chirurgischer Vorgang unter Verwendung des Endoskops durchzuführen ist.