WO1989011242A1

WO1989011242A1 - Flexible endoscope

Info

Publication number: WO1989011242A1
Application number: PCT/DE1989/000328
Authority: WO
Inventors: Klaus Irion; Horst Dittrich; Hans-Peter Schwarz
Original assignee: Karl Storz Gmbh & Co.
Priority date: 1988-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1989-11-30
Also published as: DE3817915C2; DE3817915A1; US5058568A

Description

Flexibles Endoskop

B e s c h r e i b u n g

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein flexibles Endoskop mit mindestens einem äußeren Schutzmantel, wenigstens einem Schutzgeflecht sowie mit im distalen Bereich angeordneten Elementen, die über eine Reihe von Verbindungsleitungen zur Daten- und/oder Energieübertragung mit einem am entge¬ gengesetzten Ende angeordneten Anschlußelement verbunden sind.

Stand der Technik

Flexible Endoskope mit mindestens einem äußeren Schutz¬ mantel sowie einem Schutzgeflecht sind seit langem be¬ kannt. Durch die in den letzten Jahren erzielten Fort¬ schritte bei der Miniaturisierung von Sensorarrays ist es möglich geworden, beispielsweise ein Ultraschall-Sensor- array, das eine Mehrzahl von Ultraschallsendern und - empfängern aufweist, in das distale Ende eines flexiblen Endoskops zu integrieren.

Ferner ist bereits mehrfach vorgeschlagen worden, bei¬ spielsweise CCD-Videoaufnehmer im Bereich des distalen Endes von Endoskopen vorzusehen.

Weiterhin sind für therapeutische Anwendungen die ver¬ schiedensten Ausbildungen von Therapieelementen, wie Ko¬ agulationselemente auf optischer oder elektrischer Basis, und von Diagnoseelementen vorgeschlagen worden, die im Bereich des distalen Endes angeordnet sind und zum Betrieb elektrische Versorgungs- und Signalleitungen oder Licht¬ wellenleiter benötigen. Allen diesen flexiblen Endoskopen ist damit gemeinsam, daß die im distalen Bereich angeordneten Elemente über eine Reihe von elektrischen Leitungen mit einem oder mehreren Anschlußelementen verbunden werden müssen, die im soge¬ nannten proximalen Bereich angeordnet sind.

Gemäß dem Stand der Technik werden diese Leitungen, die die elektrische Verbindung zwischen den im distalen Be¬ reich angeordneten Elementen und dem proximalen Ende des Ξndoskops herstellen, im sogenannten "freien Lumen" des Endoskops geführt, d. h. in dem Teil des Querschnitts des Endoskops, der für die Aufnahme von "Nutzelementen", wie (weiteren) Bildübertragungsfasern, Beleuchtungseinrichtun¬ gen, medizinischen Instrumenten und dergleichen zur Ver¬ fügung steht.

Insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von elektrischen Leitungen benötigt wird, wie dies beispielsweise bei der Anordnung einer Reihe von Ultraschall-Wandlern zur Auf¬ nahme eines Ultraschallbildes der Fall ist, wird das für sonstige Elemente verfügbare "freie Lumen" durch die elek¬ trischen Leitungen stark eingeschränkt.

Beschreibung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Endoskop, bei dem eine Reihe von Verbindungsleitungen zur Daten- und/oder Energieübertragung zwischen dem distalen Endbereich und.dem proximalen Endbereich verlegt sind, derart weiterzubilden, daß durch die elektrischen Verbin¬ dungsleitungen das für die Aufnahme von Beobachtungs- bzw. Handhabungselementen verfügbare freie Lumen praktisch nicht beeinträchtigt bzw. verringert wird. Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß die bei einem flexiblen Endoskop notwendiger Weise vorhandenen Elemente, wie Schutzgeflecht, Stützspirale und/oder Seil¬ züge als Verbindungsleitungen ausgebildet sind. Dabei werden unter Verbindungsleitungen sowohl elektrische Lei¬ tungen als auch optische Leitungen (Anspruch 4) verstanden.

Dabei ist es insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von elektrischen Leitungen verlegt werden muß, von Vorteil, wenn die elektrischen Leitungen das Schutzgeflecht bilden, das zwischen dem äußeren Schutzmantel und beispielsweise der Stützspirale vorgesehen ist.

In diesem Schutzgeflecht .lassen sich ohne großen Aufwand einige zehn bis einige hundert elektrische Leitungen rea¬ lisieren.

Die elektrischen Leitungen können dabei gemäß Anspruch 2 "normale isolierte Leitungen" sein, die beispielsweise aus einem dünnen Kupferdraht und einer Teflonisolierung be¬ stehen.

Insbesondere dann, wenn über die elektrischen Leitungen HF-Signale übertragen werden müssen, ist es jedoch von Vorteil, wenn die elektrischen Leitungen - wie im Anspruch 3 beansprucht - Koaxialleitungen sind.

In jedem Falle ist es jedoch von besonderem Vorteil, wenn das Schutzgeflecht in an sich bekannter Weise zwischen dem äußeren Schutzmantel und einem stützenden Spiralschlauch angeordnet ist: Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß der Durchmesser des Schutzgeflechts vergleichsweise groß ist, so daß zum einen der Krümmungsradius der einzelnen Leitun¬ gen beim Flechten nicht zu klein ist und damit nicht die Gefahr von Leitungsbruch durch "Knicken" besteht, und sich andererseits eine Vielzahl von Leitungen in dem Schutzge¬ flecht unterbringen lassen.

In jedem Falle ist es jedoch von besonderem Vorteil, wenn das Schutzgeflecht gemäß Anspruch 6 so ausgebildet ist, daß es eine große Überdeckung aufweist. Damit ist ein großer Abbiegewinkel des flexiblen Endoskops gewähr¬ leistet, so daß auch bei einer Ausbildung des Schutzge¬ flechts mit Koaxialleitungen ein unbehindertes Arbeiten mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Endoskop möglich ist.

Der erfindungsgemäße Grundgedanke, in einem flexiblen Endoskop bereits von vornherein vorhandene Elemente als elektrische Leitungen zu verwenden, ist jedoch nicht nur bei der Ausbildung des S^'chutzgeflechts anwendbar.

Selbstverständlich ist es auch möglich, zusätzlich oder alternativ die Stützspirale, die in der Regel in flexiblen Endoskopen vorhanden ist, und/oder in dem Endoskop vor¬ handene Seilzüge als elektrische Leiter zu verwenden. Dabei bietet es sich an, diese Elemente wegen ihres ver¬ gleichsweise großen Querschnitts als Versorgungsleitungen für vergleichsweise große Stromstärken zu verwenden, wie sie beispielsweise bei elektrischen Koagulatoren erforder¬ lich sind.

Selbstverständlich ist es aber auch möglich, gerade die Seilzüge bei HF-Applikationen als Koaxialleitungen oder als gegebenenfalls mit einer Schutzspirale ummantelte Lichtwellenleiter auszuführen.

In den Ansprüchen 10 und 11 sind beispielhaft Anwendungs¬ möglichkeiten des erfindungsgemäßen Grundgedankens gekenn¬ zeichnet: So ist es beispielsweise möglich, die erfin¬ dungsgemäße Ausbildung bei einem flexiblen Endoskop einzu¬ setzen, bei dem die im distalen Endbereich angeordneten Elemente einen elektronischen Bildaufnehmer (Anspruch 10) bilden oder im distalen Endbereich eine Vielzahl von Ul¬ traschall-Wandlern (Anspruch 11) sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs- beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be¬ schrieben, in der zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch ein erfindungs¬ gemäßes flexibles Endoskop,

Fig. 2 eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebil¬ detes Schutzgeflecht.

Beschreibung eines Ausführύngsbeispiels

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäß ausgebildetes flexibles Endoskop. Dieses Endoskop besteht in an sich bekannter Weise aus einem äußeren Schutzmantel 1, einem darunter angeordneten Schutzgeflecht 2 sowie einem inneren stützen¬ den Spiralschlauch 3. Innerhalb des Spiralschlauchs 3 befindet sich das sogenannte freie Lumen des flexiblen Endoskops, das beispielsweise für die Verlegung von nicht dargestellten Lichtleitfasern für die Bildübertragung und die Beleuchtung, von Instrumenten etc. genutzt werden kann. Ferner werden in diesem freien Lumen je nach Anwen- dungsfall Spülleitungen für eine Spülflüssigkeit, Absaug¬ leitungen usw. verlegt. Bei dem gezeigten Ausführungsbei- spiel sind darüberhinaus zwei Seilzüge 4' und 4¹ ' vorge¬ sehen, die der Bedienung des flexiblen Endoskops dienen.

Im distalen Endbereich ist ferner ein Array 5 angeordnet, das beispielsweise ein Ultraschall-Wandler-Array sein kann, das aus gleichartig aufgebauten Ultraschallsendern bzw. -empfängern besteht.

Zum Ansteuern der einzelnen Wandlerelemente bzw. zum Aus¬ lesen der von den Elementen empfangenen Ultraschallsignale ist es erforderlich_r eine Vielzahl von elektrischen Lei¬ tungen zwischen dem im distalen Endbereich angeordneten Array 5 und dem proximalen Ende 6 des flexiblen Endoskops zu verlegen.

Im Gegensatz zum Stand der Technik,, bei dem diese Lei¬ tungen in dem sogenannten freien Lumen innerhalb^" des stüt¬ zenden Spiralschlauchs 3 verlegt sind, bilden erfindungs¬ gemäß diese Leitungen das Schutzgeflecht 2.

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein derartiges aus elektrischen Leitungen bestehenden Schutzgeflechts 2. Jeder einzelne "Faden" des in an sich bekannter Weise "gewobenen" Schutzgeflechts 2 besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus jeweils drei in Art eines Bandlei¬ ters aufgebauten elektrischen Leitungen 21, 22 und 23. Jede einzelne Leitung 21, 22 bzw. 23 kann dabei eine in herkömmlicher Weise aufgebaute isolierte Leitung oder eine Koaxialleitung sein. Die "zu einem Bandleiter zusammenge¬ faßten" Leitungen 21 bis 23 sind dabei so "verflochten" , daß die sich ergebende Überdeckung einen großen Abknick¬ winkel des Endoskops ermöglicht. Damit wird das gewohnte Arbeiten mit einem flexiblen Endoskop durch die erfin¬ dungsgemäße Ausbildung nicht beeinträchtig. Insbesondere wird das Endoskop durch die Ausbildung des Schutzgeflechts aus elektrischen Leitungen "nicht steifer" als bekannte flexible Endoskope.

Selbstverständlich ist es aber auch möglich, nur die "Kett-oder die Schußfäden" als Leitungen auszubilden. Dennoch ist es möglich, eine Vielzahl von elektrischen Leitungen ohne Beeinträchtigung des freien Lumens unterzu¬ bringen. Beispielsweise ist es je nach Durchmesser des flexiblen Endoskops und Ausbildung des Schutzgeflechts möglich, zwischen einigen zehn und einigen hundert Leitun¬ gen in das Schutzgeflecht zu integrieren.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge¬ dankens - als Verbindungsleitungen in einem flexiblen Endoskop bereits vorhandene Elemente zu verwenden - be¬ schrieben worden. Innerhalb dieses allgemeinen Erfindungs¬ gedankens sind selbstverständlich die verschiedensten Modifikationen möglich:

Beispielsweise ist es möglich, anstelle oder zusätzlich zu dem Schutzgeflecht auch den stützenden Spiralschlauch 3 und/oder die Seilzüge 4' und 4" als elektrische (oder optische) Leitungen auszubilden. Dabei eignet sich der stützende Spiralschlauch 3. aufgrund seiner großen Quer¬ schnittsfläche insbesondere als elektrische Leitung für größere Ströme, wie sie beispielsweise für eine Koagula¬ tionseinrichtung benötigt werden. Die Seilzüge 4' und 4"' sind aufgrund ihres größeren Durchmessers besonders als Koaxialleitungen für "extreme HF-Applikationen" oder als "Lichtleiter" geeignet.

Selbstverständlich ist es aber auch möglich, in weitere - je nach Anwendungsfall - vorhandene Elemente des Endoskops elektrische und/oder optische Leitungen zu integrieren bzw. diese Elemente als entsprechende Leitungen auszubil¬ den.

Auch ist die Erfindung nicht auf die Verbindung von am distalen Ende angeordneten Ultraschall-Wandlern mit dem proximalen Ende beschränkt. Selbstverständlich kann das oder die im Bereich des distalen Endes angeordneten Ele¬ mente auch aus anderen Teilen, beispielsweise CCD-Video¬ chips, Koagulationseinrichtungen oder dergleichen be¬ stehen.

Darüberhinaus ist es insbesondere bei der Verwendung von in das Schutzgeflecht integrierten Leitungen von Vorteil, wenn einzelne Leitungen als "Reserveleitungen" vorgesehen sind, die bei einer Beschädigung von verwendeten Leitungen anstelle der beschädigten Leitungen eingesetzt werden können. Dies hat den Vorteil, daß es dann nicht erforder¬ lich ist, bei einer kleinen Beschädigung des flexiblen Endoskops, durch die einzelne Leitungen unterbrochen sind, das Endoskop zu reparieren oder zu ersetzen.

Ferner ist es natürlich auch möglich, von vornherein die elektrischen Verbindungen "doppelt" auszuführen, d.h. die Verbindung zwischen einem distalen Element und dem proxi¬ malen Anschluß durch zwei (oder mehr) voneinander beab- standete Leitungen herzustellen.

Auch können in an sich bekannter Weise in das Schutzge¬ flecht Leitungen integriert werden, die der elektrischen Abschirmung dienen und/oder die Leitungsverlegung so ge¬ wählt sein, daß elektrische Störungen minimiert werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Flexibles Endoskop mit mindestens einem äußeren Schutzmantel, wenigstens einem Schutzgeflecht sowie mit im distalen Bereich angeordneten Elementen, die über eine Reihe von Verbindungsleitungen zur Daten- und/oder Ener¬ gieübertragung mit einem am entgegengesetzten Ende ange¬ ordneten Anschlußelement verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (21, ..,23) das Schutzgeflecht (2) bilden.

2. Flexibles Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen iso¬ lierte elektrische Leitungen sind.

3. Flexibles Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen Koa¬ xialleitungen sind.

4. Flexibles Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen Lichtwellenleiter sind.

5. Flexibles Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgeflecht (2) in an sich bekannter Weise zwischen dem äußeren Schutzmantel (1) und einem stützenden Spiralschlauch (3) angeordnet ist.

6. Flexibles Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgeflecht eine Über¬ deckung aufweist, die einen großen Abbiegewinkel des En¬ doskops ermöglicht.

7. Flexibles Endoskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der stützende Spiralschlauch als elektrische Spiralleitung ausgebildet ist.

8. Flexibles Endoskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Endoskop vorgesehene Seilzüge (4,4") als elektrische oder optische Leitungen ausgebildet sind.

9. Flexibles Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Leitungen als Reser¬ veleitungen vorgesehen sind, und/oder daß Leitungsverbin¬ dungen durch zwei oder mehr voneinander beabstandete Lei¬ tungen hergestellt werden.

10. Flexibles Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von im distalen Bereich angeordneten Elementen einen elektronischen Bild¬ aufnehmer bilden.

11. Flexibles Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von im distalen Bereich angeordneten Elementen einen Ultraschall-Wandler bilden.