DE2150595A1

DE2150595A1 - Endoskop

Info

Publication number: DE2150595A1
Application number: DE19712150595
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Mori
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1970-10-09
Filing date: 1971-10-11
Publication date: 1972-04-13
Also published as: DE2150595B2; DE2150595C3; US3739770A

Description

PATENTANWALT DR. GERHARD SCHAEFER DIPLOMPHYSIKER

8023 München - Pullach Seitnerstraße 13 Telefon 7 930901

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OLYMPUS OPTICAL CO., LTD. No.43-2, Hatagaya 2-chome Shibuya-ku, Tokyo /Japan

Endoskop

Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einen vorderen Endteil, das Über eine steuerbar biegbare Röhre und eine daran anschließende flexible Rühre mit einem 'st.euergehMuse verbunden ist, wobei sich mindestens ein Kabelzug vom SteuergehXuse lKngs der biegbaren Röhre bis sum vorderen Ende derselben erstreckt.

Endoskope für die Beobachtung und/oder Fotografie eines

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Objekts Im hohlen Teil eines lebenden Körpers sind normalerweise mit einem vorderen Endteil versehen, das in den hohlen Teil eingeführt werden kann. Dieees Endteil weist ein Beobachtungs- bzw. Fotografier fenster auf, ferner ein Beleuchtungsfenster und eine Objektivlinse. In einem mit ihm verbundenen SteuergehSuse ist ein Okular oder eine Fotografiereinrichtung mit einem Sucher sowie ein von Hand betätigbarer Steuermechanismus untergebracht. Das Steuergehäuse ist mit dem vorderen Endteil über eine biegsame Röhre und eine steuerbar biegbare Röhre verbunden. Ein optisches Fasersystem zur Bildübertragung und ein optisches Fasersystem zur Lichtleitung erstrecken sich durch die steuerbar biegbare Röhre und die flexible Röhre. Das eine System dient der Beleuchtung des Objekts durch eine Lichtquelle, die mit dem hinteren Ende des optischen Lichtleitersystems verbunden ist. Das andere dient der Übertragung eines Bildes des Objekte, das durch die Objektivlinse gebildet wird, zum Okular oder zur Fotografiereinrichtung, wo es beobachtet oder fotografiert werden kann. Mindestens ein Kabelzug erstreckt sich durch die biegbare Röhre und die flexible Röhre, deren vorderes Ende mit den vorderen Ende der biegbaren Röhre oder einer Stelle nahe de« vorderen Ende verbunden 1st. Sein hinteres Ende ist an dem Steuemechanlsaus befestigt, so daß die biegbare Röhre durch die Betätigung des Steuermechanismus steuerbar

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gebogen werden kann. Dies erleichtert die Betätigung des Endoskops. Außerdem können sich eine Röhre zur Einführung einer Pinzette, eine WasserzufUhrungsröhre, eine Luftzuführungsröhre und verschiedene andere Leitungen durch die biegbare Röhre und die flexible Röhre erstrecken, um die Betätigung des Endoskops zu unterstützen.

Wie im vorstehenden beschrieben, beinhaltet die steuerbar biegbare Röhre verschiedene Elemente. Daher muß der innere Durchmesser der steuerbar biegbaren Röhre so groß wie möglich gemacht werden, um genügend Raum zu schaffen, damit verhindert wird, daß die verschiedenen Elemente, die sich durch sie hindurcherstrecken, während der Biegung durch Reibung oder andere innere Kräfte beschädigt werden. Der Außendurchmesser dieser Röhre muß jedoch ein Minimum betragen, damit die Einführung in den hohlen Teil eines lebenden Körpers keine Schmerzen verursacht. Dies ist insbesondere der Fall, wenn ein Endoskop für die Beobachtung der Lunge, des Gehirns, des Herzens, der Niere oder dgl. eines lebenden Körpers verwendet wird. Die Durchgänge, die durch diese Organe führen, sind extrem eng.

Bei einem bekannten Endoskop ist, um die Wandstärke der biegbaren Röhre klein zu machen, eine Reihe von kurzen ringförmigen Segmenten durch verschiedene Schutzschichten,

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die diese Segmente umgeben, flexibel miteinander verbunden. Eine derartige Konstruktion ist sehr kompliziert und macht die Wandstärke der biegbaren Röhre notwendigerweise groß. Außerdem ist die Anordnung derartiger Elemente kompliziert und störanfKllig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und ein Endoskop mit einer steuerbar biegbaren Röhre zu schaffen, das einfach in der Konstruktion ist und eine sehr geringe Wandstärke aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die steuerbar biegbare Röhre aus mindestens zwei biegbaren Röhren besteht, die aus schraubenförmig gewundenen Streifen aufgebaut sind, wobei die eine Röhre die andere eng umgibt, und die Richtung der Windung beider Röhren entgegengesetzt ist, und wobei mindestens eine der Windungen der einen Röhre auf einer der Windungen der anderen Röhre in einer Stellung befestigt ist, die auf einer Seite der biegbaren Röhre in der Biegeebene liegt.

Eine derartig ausgebildete biegbare Röhre hat eine sehr dünne Wandstärke und hat trotzdem mechanische Eigenschaften, die sie für die Verwendung als steuerbar biegbare Röhre in einem Endoskop geeignet machen. Die Röhren können

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in bekannter Weise durch eine dünne, flexible Schutzhülle wasserdicht abgedeckt sein.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Windungen der einen Röhre auf denen der anderen diametral entgegengesetzt zu in der Ebene der Biegung der steuerbar biegbaren Röhre befestigt.

Jede Windung einer Röhre kann auf der entsprechenden Windung der anderen Röhre in der Ebene der Biegung der biegbaren Röhre befestigt sein.

Für die steuerbare Biegung der biegbaren Röhre durch die Betätigung des Steuermechanismus in dem Kontrollgehäuse kann ein einziger Kabelzug verwendet werden, wenn er Druckkräfte übertragen kann. Im allgemeinen wird jedoch die Verwendung von zwei Kabelzügen bevorzugt, die sich durch die biegbare Röhre und die flexible Röhre erstrecken und die an diametral entgegengesetzten Selten in der Ebene der Biegung der biegbaren Röhre verlaufen, so dad die biegbare Röhre durch die Zugkraft, die durch eine der beiden Kabelzüge übertragen wird, bei Betätigung des Steuermechanistaus In der gewünschten Richtung gebogen wird.

An Hand des in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels soll die Erfindung naher beschrieben werden. Es zeigen:

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Fig. 1 eine allgemeine Seitenansicht des erfindungsgeraäßen Endoskops;

Figl 2 eine perspektivische Ansicht eines kurzen, ringförmigen Segments, das die steuerbar biegbare Röhre eines bekannten Endoskops bildet;

Fig. 3 die Seitenansicht der steuerbar biegbaren Röhre, die aus Segmenten der Fig. 1 gebildet ist, wobei die Schutzhülle entfernt ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht der steuerbar biegbaren Röhre nach der Erfindung, wobei die Schutzhülle entfernt ist.

Das in Flg. 1 dargestellte Endoskop umfaßt ein vorderes Endgehäuse 3, eine steuerbar biegbare Röhre 8, die mit dem hinteren Ende des Gehäuses 3 verbunden ist» eine biegsame Röhre 7, die mit dea hinteren Ende der biegbaren Röhre 8 verbunden 1st, und ein Steuergehluse 6, das alt den hinteren Ende der biegsamen Röhre 7 verbunden ist. Das vordere EndgehXuae ist in seiner zylindrischen Wand nit eine* Beobachtungsbzw. Fotografler fens ter 1 und einen Beleuchtungs fens ter 2

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versehen und beherbergt in seinem Innern eine (nicht dargestellte) Objektivlinse für die Erzeugung des Bildes eines durch das Beobachtungs- bzw. Fotografierfenster 1 zu beobachtenden Objekts. Ein (nicht dargestelltes) optisches Beobachtungssystera erstreckt sich durch die biegbare Röhre 8 und die flexible Röhre J. Ihr vorderes Ende ist hinter der Objektivlinse angeordnet, um das Bild des Objekts mit ihrem vorderen Ende aufzunehmen, während ihr hinteres Ende vor einem Okular k endet, das in dem Steuergehäuse 6 vorgesehen ist, oder vor einer (nicht dargestellten) Fotografiereinrichtung, die einen Sucher aufweist, und die anstelle des Okulars 4 auf dem Steuergehäuse befestigt oder in ihm untergebracht werden kann, so daß das Bild, das durch das optische Glasfasersystem übertragen worden ist, durch das Okular 4 beobachtet oder mit der Fotografiereinrichtung fotografiert werden kann. Um das Objekt zu beleuchten, erstreckt sich durch die biegbare Röhre 8 und die flexible Röhre 7 ein (nicht dargestelltes) lichtleitendes Glasfasersystem, deren vorderes Ende dem Beleuchtungsfenster 2 direkt oder durch ein (nicht dargestelltes) Reflexionsprisma gegenübersteht. Der hintere Endteil des lichtleitenden Glasfasersystems erstreckt sieh mittels einer weiteren flexiblen Röhre 9* die mit dem Steuergehäuse verbunden ist, über das Steuergehäuse 6 hinaus, und das hintere Ende des lichtleitenden

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Glasfasersystems ist mit einer (nicht dargestellten) Susseren Lichtquelle verbunden. Hierdurch wird das Licht von der Lichtquelle durch das lichtleitende Glasfasersystem zum vorderen Ende übertragen und beleuchtet das Objekt durch das Beleuchtungsfenster 2.

Im Steuergehäuse 6 ist ein (nicht dargestellter) Steuermechanismus, der durch einen von Hand betätigbaren Knopf betätigbar ist, untergebracht. Mindestens ein Kabelzug erstreckt sich durch die biegbare Röhre und die flexible Röhre 7 und das vordere Ende desselben ist mit dem vorderen Ende der biegbaren Röhre 8 oder einem Teil nahe desselben verbunden, während das hintere Ende des Kabelzugs mit dem Steuermechnisraus verbunden ist. Durch Betätigung des Steuermechanismus mittels des Knopfes 5 wird der Kabelzug gezogen oder gedruckt, um die steuerbar biegbare Röhre 8 in der gewünschten Richtung zu biegen, wie dies durch die Pfeile a und b dargestellt ist.

Um den Grad der Biegung des biegbaren Teils zu steuern, ist eine enggewickelte, nicht zusammenziehbare Windung, die an späterer Stelle beschrieben wird, vorgesehen, die den Kabelzug umgibt und die mit ihrem vorderen Ende an dem hinteren Ende der biegbaren Röhre 8 befestigt ist,

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oder mit dem vorderen Ende der flexiblen Röhre, während das hintere Ende mit dem feststehenden Teil des Steuermechanismus oder des Steuergehäuses 6 verbunden ist. Daher wird die Bewegung des Kabelzugs an seinem hinteren Ende genau übertragen auf den Teil des Kabels am vorderen Ende der Wicklung, so daß die biegbare Röhre 8 exakt um den gewünschten Winkel gebogen wird, wie er durch den Steuermechanismus gesteuert wird.

Im Falle der Kabelzug durch Zugkräfte alleine betätigt wird, sind zwei Kabelzüge vorgesehen, die sich durch die biegbare Röhre 8 und die flexible Röhre 7 einander diametral entgegengesetzt in der Ebene der Biegung der flexiblen Röhre 7 erstrecken und die abwechselnd durch die Wirkung des Steuermechanisraus gezogen werden.

Bei bekannten Endoskopen ist die biegbare Röhre 8 zusam mengesetzt aus einer Reihe von kurzen ringförmigen Segmenten 21, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist* Sie sind biegbar aneinander befestigt, wie dies in Flg. 3 dargestellt ist. Das Segment 21 besteht aus einem ringförmigen Körper 22, der mit Ohren 23, 23; 23^f, 23* versehen 1st, die an entgegengesetzten Seiten in diametral entgegengesetzten Lagen angeordnet sind, wie dies in Fig. 2 darge stellt ist. Jedes der Ohren 23, 23* ist zur schwenkbaren

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Befestigung des Ohrs 23 mit dem Ohr 23* des benachbarten Körpers 22 mittels einer -Niete 25 mit einem Loch versehen. Wie dargestellt, sind die Ohren 23' etwas von dem äußeren Umfang des Körpers 22 zurückgesetzt, so daß sie eng mit den Ohren 23 des benachbarten Körpers 22 verbunden sind. Um den Körper 22 eine freie Schwenkung relativ zu dem ihm benachbarten Körper 22 zu ermöglichen, sind die Kanten Jedes der Körper 22 abgeschrägt, beginnend von den Ohren 23, 23', wie dies durch 22a und 22b in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Die KabelzUge 27 und 28 für die Betätigung der biegbaren Röhre werden geführt in FUhrungsöffnungen, die durch herausgedrückte Teile 24 in der Wand des ringförmigen Körpers 22 gebildet sind. Sie sind in einer Lage rechtwinklig zu dem Durchmesser angeordnet, der durch die Ohren 23 und 23* geht. Die vorderen und hinteren Segmente 26 und 26' der biegbaren Röhre haben flache vordere und hintere Endkanten, um die Verbindung des hinteren Endes des vorderen Endgehäuses 3 und des vorderen Endes der flexiblen Röhre zu erleichtern. Die vorderen Enden 27a und 28a der Kabelzüge 27 und 28 sind an dem vorderen Endsegment 26 - wie dargestellt - befestigt. Daher wird bei Betätigung eines der KabelzUge 27 und 28 die biegbare Röhre in der durch die Pfeile a oder b dargestellten Richtung gebogen.

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Eine bekannte biegbare Röhre, wie sie in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, ist sehr kompliziert im Aufbau, und der Zusammenbau ist sehr kompliziert und schwierig. Ferner haben die Segmente 21 vorstehende Teile, wie die herausgedrückten Teile 2k, die radial von den Segmenten vorstehen, so daß die Dicke der biegbaren Röhre notwendigerweise groß ist. Ferner sind zur Vermeidung eines Ausbeulens der biegbaren Röhre und zur Sicherstellung ihrer sanften Biegung um die Segmente der biegbaren Röhre verschiedene Deckschichten vorgesehen, beispielsweise schraubenförmig gewundene Metallstreifen und mechanische Umflechtungen. Daher ist die Wandstärke bekannter biegbarer Röhren beträchtlich, was es schwierig macht, darin verschiedene Elemente unterzubringen, wenn der Durchmesser kleingehalten werden soll.

Erfindungsgemäß 1st die Wandstärke der biegbaren Röhre außerordentlich klein. Trotzdem hat sie bei großer Festigkeit überragende mechanische Eigenschaften, wie sie für ein Endoskop geeignet sind.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung einer steuerbar biegbaren Röhre nach der Erfindung. Sie ist aufgebaut aus zwei Röhren 4l und 42, die jede aus einem schraubenförmig gewundenen Metallstreifen besteht. Die Röhre 41 ist beispielsweise

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eng um die Röhre 42 angeordnet und bildet eine zusammengesetzte Röhre 4j5. Die Richtung der schraubenförmigen Windung der Röhre 41 ist entgegengesetzt zu der der Röhre Der Streifen, der die Röhre 4l und 42 formt, ist vorzugsweise ein dünner Metallstreifen, der eine hohe Festigkeit und Elastizität hat.

Mindestens eine Windung der Röhre 41 ist mit der korrespondierenden Windung der Röhre 42 beispielsweise durch eine Punktschweißung 43' mindestens auf einer Seite der biegbaren Röhre verbunden, an einer Stelle, die in der Ebene der Biegung der biegbaren Röhre liegt, d.h. in der Ebene, die durch die Achse der biegbaren Röhre geht und die rechtwinklig zur Ebene der Pig. 4 ist.

Einige oder alle Windungen der Röhre 41 können mit den korrespondierenden Windungen der Röhre 42 in der Ebene der Biegung der biegbaren Röhre verbunden sein.

Ferner kann die Befestigung der Windung(en) der Röhre 41 auf den korrespondierenden Windung (en) der Rühre 42 auf beiden Seiten der biegbaren Röhre diaaetral entgegengesetzt zueinander in der Ebene der Biegung der biegbaren Röhre durchgeführt werden.

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Die vorderen Enden der Röhren 41 und 42 sind mit dem vorderen ringförmigen Segment 44 verbunden, während die hinteren Enden mit dem hinteren ringförmigen Segment 45 verbunden sind, um ihre Verbindung mit dem vorderen Endgehäuse 3 bzw. dem vorderen Ende der flexiblen Röhre 7 zu erleichtern.

Mindestens ein Kabelzug 47 erstreckt sich durch die biegbare Röhre 43 und die flexible Röhre 7 in der Ebene der Biegung der biegbaren Röhre 43 längs einer Seite ihrer inneren Wand und das vordere Ende 47a des Kabelzugs 47 ist mit dem vorderen Ringsegment 44 oder einer Stelle nahe demselben verbunden, während das hintere Ende mit dem Steuermechanlsmus in dem Steuergehäuse verbunden 1st dort betätigt wird.

Eine enggewickelte, nicht zusammenziehbare Spirale 46 umgibt gleitbar das Kabel 47· Das vordere Ende 46' der Spirale 46 ist mit dem hinteren Ringsegment 45 verbunden, während das hintere Ende mit dem feststehenden Teil im Steuermechanismus oder dem Steuergehäuse verbunden 1st. Hierdurch wird das Kabel 47 am vorderen Ende 46* der Spirale 46 exakt um die Größe, die durch das Kabel 47 am Steuergehluse gegeben ist, gezogen oder gedrückt.

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Dies ermöglicht es, die biegbare Röhre in der Ebene Ihrer Biegung in der gewünschten Richtung um einen gewünschten Winkel, der gegeben wird durch den Steuermechanisraus, zu biegen. Die Spirale 46 kann aus jeder geeigneten Röhre bestehen, sofern sie nicht zusaranenziehbar ist.

Es können auch zwei Kabel vorgesehen sein, die sich durch die biegbare Röhre und die flexible Röhre erstrecken an Stellen, die diametral einander entgegengesetzt sind in der Ebene der biegbaren Röhre. In diesem Falle werden die Kabelzüge ausschließlich durch Zugkräfte betätigt und durch die Betätigung des Steuermechanismus abwechslungsweise gezogen. Daher brauchen die Kabelzüge keine Druckkräfte aufzunehmen.

Die nlchtzusamaenzlehbare Spirale 46 kann entfallen, wenn die flexible Röhre so aufgebaut ist, daß sie in geeigneter Weise das Kabel führt.

Die biegbare Rühre nach der Erfindung ist sehr einfach Im Aufbau und leicht in der Herstellung und hat.trotzdem geeignete mechanische Eigenschaften, beispielsweise «Ine geeignete Flexibilität für die Verwendung als biegbare Röhre in einem Endoskop. Die biegbare Röhre kann sanft gebogen werden, ohne die Gefahr, dafi sie ausbaucht.

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Die minimale Anzahl von Deckschichten, die um die biegbare Röhre angeordnet werden muß und die genügt, um sicherzustellen, daß die biegbare Röhre gegen Beschädigung geschützt ist, verschlechtert die mechanischen Eigenschaften der biegbaren Röhre nicht, da keine merkbare Unebenheit auf ihrer äußeren oder inneren Oberfläche besteht. Daher wird der äußere Durchmesser der biegbaren Röhre auf einem Minimum gehalten, wie er insbesondere vorteilhaft ist bei der Beobachtung innerer Organe, wie der Lunge, des Gehirns, des Herzens, der Niere und dgl., während in der biegbaren Röhre genügend Raum erhalten wird für die Unterbringung verschiedener Elemente des Endoskops, ohne daß die Gefahr besteht, daß 3ie als Folge der dünnen Wandstärke bei der Biegung bricht.

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Claims

Patentansprüche

1. Endoskop mit einem vorderen Endteil, das über eine steuerbar biegbare Röhre und eine daran anschließende flexible Röhre mit einem Steuergehäuse verbunden ist, wobei sich mindestens ein Kabelzug vom Steuergehäuse längs der biegbaren Röhre bis zum vorderen Ende derselben erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbar biegbare Röhre (43) aus mindestens zwei biegbaren Röhren (4l, 42) besteht, die aus schraubenförmig gewundenen Streifen aufgebaut sind, wobei die eine Röhre (4l) die andere (42) eng umgibt, und die Richtung der Windung beider Röhren entgegengesetzt ist, und wobei mindestens eine der Windungen der einen Röhre auf einer der Windungen der anderen Röhre in einer Stellung (4j5') befestigt ist, die auf einer Seite der biegbaren Röhre in der Biegeebene liegt.

2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Windungen einer der beiden Röhren (4l) mit einer der Windungen der anderen Röhre (42) an Stellen (43') verbunden ist, die in der Ebene der Biegung der biegbaren Röhre an diametral entgegengesetzten Seiten liegt.

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3. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Windungen einer Röhre (41) mit der jeweiligen Windung der anderen Röhre (42) verbunden ist.

4. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis jj» dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kabelzüge (47) vorgesehen sind, die sich an diametral entgegengesetzten Seiten der biegbaren Röhre (4j5) erstrecken.

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