NL1026884C2 - Instrument omvattende een kabel of slang voorzien van een voortstuwingsorgaan. - Google Patents

Description

\ Λ

Instrument omvattende een kabel of slang voorzien van een voortstuwingsorgaan.

De uitvinding heeft bètrekking op een instrument omvattende een kabel of slang, en een voortstuwingsorgaan voor de verplaatsing van de -kabel of slang in een holvormige ruimte.

5 Een dergelijk instrument kan toepassing vinden voor verplaatsing in industriële buisvormige constructies zoals pijpen, slangen of riolering. Een dergelijk instrument is echter ook bruikbaar in medische toepassingen waarbij de holvormige ruimte gevormd wordt door slokdarm, maag, dunne darm 10 of bloedvaten. Ook genoemd kunnen worden de blaas, luchtpijp, dikke darm, 12-vingerige darm, gehoorgang en neus. Andere mogelijke ruimten zijn de buikholte, borstholte, neus en voorhoofdsholtes, de epidurale ruimte, holle beenderen etc.

In het navolgende zal het instrument waarop de uit-15 vinding betrekking heeft nader worden toegelicht aan de hand van de toepassing daarvan als colonoscoop. Uitdrukkelijk wordt echter opgemerkt dat de uitvinding niet slechts tot een dergelijk medisch instrument beperkt is maar dat alle mogelijke instrumenten zoals hierboven aangegeven begrepen worden 20 onder de uitvinding.

Bij patiënten met darmklachten wordt doorgaans een colonoscopie uitgevoerd. Bij dit onderzoek krijgt de patiënt eerst een laxerende vloeistof te drinken, waardoor de dikke darm zich leegt. Vervolgens wordt er een 1.5 meter lange, 25 dunne slang naar binnen geduwd. Op de tip van de hierbij gebruikte bekende colonoscoop bevindt zich een camera met lichtbron en een kanaal waardoor een instrument in de darm kan worden gebracht. Omdat er bij narcose complicaties kunnen optreden, wordt een colonoscopie in principe uitgevoerd ter-30 wijl de patiënt bij kennis is.

Een nadeel van de colonoscoop is dat de tip via een lange, dunne slang op afstand naar binnen wordt geduwd. De tip kan daarbij achter Uitsteeksels in de darmwand blijven hangen, waardoor er duwkrachten ontstaan die de slang doen 1026884- ft 2 knikken. Als de slang knikt worden er grote krachten op de darmwand uitgeoefend, wat kramp en pijn tot gevolg heeft. In het ergste geval kan er een perforatie van de darmwand ontstaan, wat kan leiden tot levensbedreigende situaties.

5 Uit de stand van de techniek zijn diverse alterna tieve oplossingen bekend om met minder problemen de colo-noscoop in de dikke darm van de patiënt te kunnen verplaatsen. Zo zijn er schuivende systemen die werken met ballonnen zoals getoond in bijvoorbeeld US 3,895,637; US 4,676,228; US 10 4,690,131; US 5,337,732; US 5,398,670; en US 5,454,364. Ande re bekende systemen zijn uitgevoerd met zuignappen, zie bijvoorbeeld US 5,906,591 en US 6,309,346 Bl; met wielen, zie US 6,648,814 B2, of met langs de lengte van de colonoscoop verlopende riemen, zie US 6,695,771, US 5,562,601; US 6,071,234; 15 en US 6,224,544.

Problematisch aan deze bekende systemen is dat deze nauwelijks of slechts moeizaam grip krijgen op de darmwand van de dikke darm doordat deze is voorzien van een slijmlaag die voldoende grip op de darmwand tegengaat.

20 Met de uitvinding is beoogd een instrument van de in de aanhef bedoelde soort te verschaffen waarmee een verbeterde propulsie in een holvormige ruimte gerealiseerd kan worden zodat dit instrument in het bijzonder goed bruikbaar wordt voor medische toepassingen waarbij de mogelijkheid om vol-25 doende grip ten opzichte van de wanden van de holle ruimte te verkrijgen beperkt zijn.

Het instrument is er daartoe volgens de uitvinding door gekenmerkt dat het voortstuwingsorgaan in hoofdzaak gevormd is als een donut die ligt in een vlak dwars op de leng-30 terichting van de kabel of slang, waarbij het donutvormige voortstuwingsorgaan althans ten dele uitwendig begrensd is door ten minste één gaasvormend draadwerk dat roteerbaar is om een in zichzelf gesloten lichaamsas van de donut die in het vlak van de donut verloopt. Hoewel onder een donutvorm in 35 de regel een ronde cyclotronachtige vorm wordt verstaan, is in het kader van de uitvinding een minder perfecte rondlopende vorm ook hieronder begrepen. Door samendrukking kan het voortstuwingsorgaan ook, van bovenaf gezien, vierkant of 1026884- 3 driehoekig met afgeronde hoeken zijn vormgegeven.

Door deze volstrekt nieuwe benadering zoals voorgesteld volgens de uitvinding wordt een voortstuwingsorgaan verschaft waarmee voldoende wrijving van het voortstuwingsor-5 gaan ten opzichte van de wand van de holvormige ruimte, in het bijzonder de wand van de dikke darm, kan worden verkregen. Hiertoe dient het gaasvormend draadwerk dat door de op de wand aanwezige slijmlaag snijdt, en dat daardoor terwijl deze afgerold wordt langs de wand, een adequate tractie ten 10 opzichte van de darmwand kan opleveren.

Overigens kan worden opgemerkt dat het tot de binnen het kader van de uitvinding vallende mogelijkheden behoort om meer dan één donutvormig voortstuwingsorgaan toe te passen. Ook kan het instrument zo zijn uitgevoerd dat deze geschikt 15 is voor autonome voortbeweging. Hiertoe kan het voorststu-wingsorgaan met een of meer motoren zijn uitgevoerd.

In een verder aspect van de uitvinding is het wenselijk dat het ten minste ene gaasvormende draadwerk dat de donut vormt met verstelbare armen bevestigd is op de kabel of 20 slang. De verstelbare armen kunnen in deze uitvoering dienen voor het aanpassen van de diameter van de donut teneinde te beantwoorden aan de verschillende binnendiameters die de holvormige ruimte kan innemen terwijl het instrument daar doorheen wordt bewogen.

25 Een eerste geschikte uitvoeringsvorm waarin dit kan worden gerealiseerd bezit het kenmerk dat de verstelbare armen zijn uitgevoerd als aan een as of assen van het draadwerk gekoppelde trekdraden en om deze trekdraden verlopende veren die tussen de kabel of slang enerzijds en de as of assen van· 30 het draadwerk anderzijds verlopen. Door samenwerking van de trekdraden en de om deze trekdraden aangebrachte veren kan door vieren, respectievelijk aantrekken van de trekdraden de diameter van het draadwerk eenvoudig aangepast worden.

Een alternatieve uitvoeringsvorm waarin de diameter-35 verstelling van de donut van het draadwerk kan worden gerealiseerd bezit het kenmerk dat op de kabel of slang een huls aanwezig is, op welke huls eerste uiteinden van de armen scharnierbaar bevestigd zijn, en dat tegenover de eerste uit- 1026884- 4 einden liggende tweede uiteinden van de armen gekoppeld zijn met het ten minste ene gaasvormende draadwerk. De werking hiervan zal in de hiernavolgende figuurbeschrijving nog nader worden toegelicht.

5 Op zichzelf is het denkbaar dat ten behoeve van het in rotatie brengen van het ten minste ene gaasvormende draadwerk een aandrijving bijvoorbeeld inwendig in dit draadwerk is aangebracht. Met name in het kader van medische toepassingen is het echter wenselijk dat het ten minste ene gaasvor-10 mende draadwerk gekoppeld is met een aandrijving die zich aan een proximaal uiteinde van de kabel of slang bevindt; dat wil zeggen buiten de patiënt. Deze uitvoering is bijzonder geschikt voor een gebruik waarin de aandrijving en toebehoren vast en blijvend zijn opgesteld terwijl het deel dat de pati-15 ent wordt ingebracht als verbruiksdeel wordt uitgevoerd.

De koppeling tussen de aandrijving en het ten minste ene gaasvormende draadwerk kan bij voorkeur gerealiseerd wor-.den onder toepassing van in of langs de kabel of slang verlopende trekdraden die uitwendig om het donutvormige voortstu-20 wingsorgaan zijn gevoerd. De trekdraden lopen daarbij om de buitenomtrek van de donut en staan daarmee in frictiecontact zodat het verstellen van de trekdraden tot een overeenkomstige rotatie van de donut om de in zichzelf gesloten lichaamsas daarvan leidt die ligt in het vlak van de donut.

25 Teneinde niettegenstaande de flexibiliteit van de kabel of slang een knikvaste aandrijving van het voortstu-wingsorgaan te realiseren is het wenselijk dat de trekdraden door Bowden-kabels verlopen.

Verder is het voordelig dat het ten minste ene gaas-30 vormende draadwerk om haar in het vlak van de donut verlopende lichaamsas torsiestijf is.

Het ten minste ene draadwerk van het voortstuwings-orgaan laat zich bij voorkeur uitvoeren als een vlechtwerk van draden geselecteerd uit de groep omvattende metaaldraden, 35 bijvoorbeeld verenstaal, kunststofdraden, draden van nitinol.

In het bijzonder voor medische doeleinden laat het instrument zich geschikt uitvoeren met een als draadwerk toegepaste stent.

1026864- 5

De uitvinding zal in het navolgende verder worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en onder verwijzing naar de tekening, welke niet beperkend is ten aanzien van de daaropvolgende conclusies.

5 In de tekening toont: - Figuur 1 een' als colonoscoop uitgevoerd instrument volgens de uitvinding in ingebrachte toestand.

- Figuur 2 in zijaanzicht een schematische weergave van een uiteinde van de in figuur 1 getoonde colonoscoop in 10 een eerste uitvoeringsvorm.

- Figuur 3 een kopsaanzicht van de in figuur 2 deels getoonde colonoscoop.

- Figuur 4 een. detail van een tweede uitvoeringsvorm van het kopse uiteinde van de in de figuur 1 getoonde colo- 15 noscoop in een eerste positie.

- Figuur 5, de in figuur 4 getoonde detailweergave van een uiteinde van de colonoscoop in een tweede positie.

In de figuren gebruikte gelijke verwijzingscijfers verwijzen naar dezelfde onderdelen.

20 Verwijzend nu eerst naar figuur 1 wordt een met ver wij zingscijfer aangeduid instrument getoond welke is uitgevoerd als.colonoscoop.

De colonoscoop 1 is via een anus 2 ingebracht en bezit een kabel 3 die aan het kopse en distaai geplaatste uit- 25 einde daarvan een voortstuwingsorgaan 4 heeft. Zoals figuur 1 duidelijk toont is de diameter van het instrument 1 ter plaatse van dit voortstuwingsorgaan 4 groter dan de diameter van de kabel of slang 3. en past de diameter van de dikke darm 5 zich automatisch aan deze grotere diameter aan.

30 Zoals figuur 1 verder duidelijk toont is het voort stuwingsorgaan 4 gevormd als een donut die ligt in een vlak dat dwars geplaatst is op de direct in de nabijheid liggende lengterichting van de kabel of slang 3 en is het donutvormige voortstuwingsorgaan uitwendig begrensd door een gaasvormend 35 draadwerk 6. Zoals in het navolgende zal worden toegelicht is dit draadwerk 6 roteerbaar om een in zichzelf gesloten li-chaamsas van de donut die in het vlak van de donut verloopt.

In figuur 2 is het gedeelte van het instrument 1 1026884- 6 volgens de uitvinding getoond dat zich in de directe nabijheid van het gaasvormig draadwerk 6 van het voortstuwingsor-gaan 4 bevindt. Eenvoudigheidshalve is het gaasvormende draadwerk 6 als gesloten vlak getoond in de hiervoor bespro- | 5 ken herkenbare, vorm van een donut. Deze donut is' met verstelbare armen 7 bevestigd op de kabel of slang 3.

In de in figuur 2 en figuur 3 getoonde uitvoeringsvorm is getoond dat deze verstelbare armen 7 zijn uitgevoerd als aan een as of assen 8 van het draadwerk 6 gekoppelde 10 trekdraden 9, en om deze trekdraden 9 verlopende veren 10 die tussen de kabel of slang 3 enerzijds en de as of assen 8 van het draadwerk 6 anderzijds verlopen. Figuur 3, welke een kopsaanzicht van het uiteinde van de colonoscoop toont, laat in deze uitvoeringsvorm duidelijk zien dat de assen 8 daarbij 15 verbindingstukken vormen tussen drie onderscheidenlijke gaasvormende draadwerken 6. De figuren 2 en 3 tonen de draadwerken 6 in een configuratie waarin deze een kleinste diameter bezitten. Door vieren van de trekdraden 9 kan echter onder invloed van het onspannen van de veren 10, de diameter van de 20 draadwerken 6 die tezamen het voortstuwingsorgaan 4 vormen worden vergroot zodat dit voortstuwingsorgaan zich eenvoudig kan aanpassen aan variabele diameters van de wand van de holle ruimte waarbinnen het voortstuwingsorgaan 4 zich bevindt.

In figuur 4 en 5 is een alternatieve uitvoeringsvorm 25 van het voortstuwingsorgaan 4 getoond met respectievelijk een vergrote diameter (figuur 4) en een kleine diameter (figuur 5) waarbij de diameterverstelling op andere wijze is gerealiseerd. Bij deze uitvoeringsvorm is op de in figuur 4 en 5 overigens niet getoonde kabel of slang, een vast daarop ge-30 monteerde huls 11 aanwezig, op welke huls 11 eerste uiteinden 12 van de armen 7 scharnierbaar bevestigd zijn, en waarbij tegenover de eerste uiteinden 12 liggende tweede uiteinden 13 van de armen 7 gekoppeld zijn met het ten minste ene gaasvormende draadwerk 6. Verstelling van de armen 7 tussen de ver-35 grote diameter (figuur 4) en de kleine diameter (figuur 5) geschiedt door verstelling van een verplaatsbare tweede huls 14 waartegen de armen 7 aanliggen. Ook in deze uitvoering is voorzien in drie van elkaar te onderscheiden draadwerken 6.

1026884- 7

Dit aantal kan overigens naar behoefte worden gevarieerd. Verder kan bij de in fig. 4 en 5 getoonde uitvoeringsvorm worden opgemerkt dat duidelijkheidshalve de in fig. 2 wel getoonde, en hierna nog te bespreken trekdraden voor de aan-5 drijving van het draadwerk 6 niet getoond zijn.

Een ander aspect van de uitvinding betreft dat het ten minste ene gaasvormende draadwerk 6 gekoppeld is of kop-pelbaar is met een aandrijving die zich aan een proximaal uiteinde van de kabel of slang 3 bevindt. Dat wil zeggen bij 10 de geïllustreerde toepassing van een colonoscoop bevindt de aandrijving zich buiten de patiënt. De wijze waarop dit kan worden gerealiseerd is voor de vakman geheel duidelijk zodat van een nadere toelichting aan de hand van de tekening kan worden afgezien.

15 Bij de zojuist genoemde plaatsing van de aandrijving aan een proximaal uiteinde is het voordelig dat het ten minste ene gaasvormende draadwerk 6 met die aandrijving gekoppeld is door in of langs de kabel of slang 3 verlopende trekdraden 14 die uitwendig om het donutvormige voortstuwingsor-20 gaan 4 zijn gevoerd. Figuur 2 laat dit duidelijk zien. Het is daarbij voordelig dat de trekdraden 14 zoals ook getoond in deze figuur 2 door Bowden-kabels 15 verlopen.

Zoals uit het voorgaande duidelijk zal zijn kan het instrument volgens de uitvinding op diverse wijzen worden ge-25 varieerd zonder verlaten van de uitvindingsgedachte zoals gespecificeerd in de hiernavolgende conclusies. Zo kan voorzien zijn in een separate aandrijving van de drie onderscheidenj-ke draadwerken 6 zoals deze in figuur 3 en figuur 4 is getoond zodat door aanpassing van de rotatiesnelheid van deze 30 draadwerken 6 op eenvoudige wijze bochten in de te onderzoeken holle ruimte kunnen worden gevolgd.

Het ten minste ene draadwerk 6 kan verder in diverse materialen worden uitgevoerd, hoewel het de voorkeur geniet om een vlechtwerk van metaaldraden toe te passen. In het bij-35 zonder bij medische toepassingen van het instrument volgens de uitvinding is het zeer bruikbaar om voor het draadwerk een stent toe te passen.

De uitvinding en de bescherming die daar aan toekomt 1026884- 8 is niet beperkt tot het zojuist gegeven uitvoeringsvoorbeeld maar betreft alle mogelijke toepassingen die gegeven kunnen worden aan het instrument zoals gespecificeerd in de navolgende conclusies.

5 Het onderzoek dat tot de onderhavige uitvinding heeft geleid, is mogelijk gemaakt door een beurs van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen 1026884-

Claims (12)

1. Instrument .(1) omvattende een kabel of slang (3), .en tenminste een voortstuwingsorgaan (4) voor de verplaatsing van de kabel of slang (3) in een holvormige ruimte (5), met het kenmerk, dat het voortstuwingsorgaan (4) in hoofdzaak ge-5 vormd is als een donut die ligt in een vlak dwars op de lengterichting van de kabel of slang (3), waarbij het donutvormige voortstuwingsorgaan (4) althans ten dele uitwendig begrensd is door ten minste een gaasvormend draadwerk (6) dat roteerbaar is om een in zichzelf gesloten lichaamsas van de 10 donut die in het vlak van de donut verloopt.

2. Instrument (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat hèt donutvormige voortstuwingsorgaan (4) is voorzien van een motoraandrijving.

3. Instrument (1) volgens conclusie 1 of 2, met het 15 kenmerk, dat het ten minste ene gaasvormende draadwerk (6) dat de donut vormt met verstelbare armen (7) bevestigd is op de kabel of slang (3).

4. Instrument (1) volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de verstelbare armen (7) zijn uitgevoerd als aan 20 een as of assen (8) van het draadwerk (6) gekoppelde trekdra-den (9) en om deze trekdraden (9) verlopende veren (10) die tussen de kabel of slang (3) enerzijds en de as of assen (8) van het draadwerk (6) anderzijds verlopen.

5. Instrument (1) volgens conclusie 3, met het ken-25 merk, dat op de kabel of slang (3) een huls (11) aanwezig is, op welke huls (11) eerste uiteinden (12) van de armen (7) scharnierbaar bevestigd zijn, en dat tegenover de eerste uiteinden (12) liggende tweede uiteinden (13) van de armen (7) gekoppeld zijn met het ten minste ene gaasvormende draadwerk 30 (6).

6. Instrument ‘(1) volgens een der conclusies 1 of 3-5, met het kenmerk, dat het ten minste ene gaasvormende draadwerk (6) gekoppeld is met een aandrijving die zich aan een proximaal uiteinde van de kabel of slang (3) bevindt.

7. Instrument (1) volgens conclusie 6, met het ken merk, dat het ten minste ene gaasvormende draadwerk (6) ge- 1026884- » koppeld is met de aandrijving door in of langs de kabel of slang (3) verlopende trekdraden (14) die uitwendig om het donutvormige voortstuwingsorgaan (4) zijn gevoerd.

8. Instrument (1) volgens conclusie 7, met het ken-5 merk, dat de trekdraden door Bowden-kabels (15) verlopen.

9. Instrument (1) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het ten minste ene gaasvormende draadwerk (6) om haar in het vlak van de donut verlopende li-chaamsas torsiestijf is.

10. Instrument (1) volgens een der voorgaande con clusies, met het kenmerk, dat het draadwerk (6) een vlechtwerk van draden is geselecteerd uit de groep omvattende metaaldraden, kunststofdraden, draden van nitinol.

11. Instrument. (1) volgens conclusie 10, met het 15 kenmerk, dat het instrument voor medische doeleinden dient en dat het ten minste ene draadwerk een stent is.

12. Instrument (1) volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het een colonoscoop is. »026884-