DE3813298A1 - Ultraschall-messeinrichtung und -endoskop - Google Patents
Ultraschall-messeinrichtung und -endoskopInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung für ein Ultraschall-
Endoskop, mit dem ein Gegenstand in einer Körperhöhle mittels
Utraschallwellen untersucht werden kann. Die Erfindung läßt
sich verwenden mit einem Ultraschall-Endoskop, einer Ultra
schall-Untersuchungsvorrichtung und einem Ultraschall-Video-En
doskop.
Ein Ultraschall-Endoskop mit einem Meßkopf ist aus der JP-OS
57 190 552 bekannt. Dort wird ein Gegenstand in einer Körper
höhle mit Ultraschallwellen untersucht, wobei ein Ultraschall-
Vibrationselement mechanisch gedreht wird, welches am distalen
Ende eines eingeschobenen Abschnittes der Probe angeordnet ist.
Die Drehung erfolgt mittels eines Antriebs, der getrennt vom
eingeschobenen Abschnitt angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Meß
kopfes gemäß der JP-OS 57 190 552. Bei diesem Ausführungsbei
spiel ist ein eingeschobener Abschnitt mit A bezeichnet und der
Antrieb mit B.
Am distalen Ende des einschiebbaren Abschnittes A ist ein
Ultraschall-Vibrationselement 1 drehbar mittels eines Lagers
mit der Spitze einer elastischen Welle 3 verbunden. Eingebettet
in flüssiges Paraffin 4 wird die elastische Welle 3 in einem
ebenfalls elastischen äußeren Schlauch 5 geführt. Das proximale
Ende der elastischen Welle 3 ist mit dem Antrieb B verbunden.
Der Antrieb B weist einen Elektromotor 6 auf, einen Getriebeka
sten 7 zum Untersetzen der Drehgeschwindigkeit des Elektromo
tors, eine Ausgangswelle 8 einschließlich eines Wellenkörpers
8 a und eines Lagers 8 b zum Übertragen der reduzierten Dreh
geschwindigkeit auf die elastische Welle 3, und ein mit dem
Elektromotor 6 verbundenes Potentiometer 9.
Dieses bekannte Ultraschall-Endoskop hat die nachfolgenden
Nachteile. Schluckt der Patient den einzuführenden Abschnitt A
des Meßkopfes, so ist dies nur dann leicht möglich, wenn der
Abschnitt A relativ dünn ist. Wird aber die elastische Welle 3
relativ dünn gestaltet, um den Abschnitt A dünn zu machen, so
können an der elastischen Welle 3 Schleifen (Verdrehungen) auf
treten, so daß die Rotation des Elektromotors 6 nicht mehr
exakt übertragen wird. Mit anderen Worten, falls derartige
Schleifen gebildet werden, so wird die Drehung des Ultraschall-
Vibrationselementes 1 entsprechend reduziert und erst dann,
wenn eine bestimmte Anzahl von Schleifen (Verdrehungen) er
reicht ist, steigt die Drehzahl des Ultraschall-Vibrationsele
mentes 1 wieder über den normalen Pegel an. Die Zeitabhängig
keit des Drehwinkels des Ultraschall-Vibrationselementes vari
iert deshalb gemäß der in Fig. 2 mit durchgezogener Linie ge
zeigten Kurve. Darüberhinaus kann die Drehcharakteristik wäh
rend einzelner Abtast-Perioden T 1, T 2 ... variieren. Entspre
chend kann das Meßresultat gemäß Fig. 3 derart verfälscht wer
den, daß ein klinisches Bild eines Objektes gegenüber dem kor
rekten Abbild verzerrt ist, wie in Fig. 3 mit durchgezogenen
Linien M bzw. gestrichelten Linien N dargestellt ist. Eine ge
naue Diagnose ist deshalb nicht möglich.
Aus der in Fig. 2 gezeigten periodischen Abweichung der Zeit/
Winkel-Charakteristik gemäß der durchgezogenen Linie in bezug
auf die gewünschte lineare Beziehung, welche gestrichelt dar
gestellt ist, ergibt sich auch, daß der Start einer nachfolgen
den Abtastung unerwünscht variiert wird. Deshalb wird auch die
Position des erhaltenen Abbildes unerwünscht variiert. Bei
spielsweise treten solche Schwankungen mit einer Phasenverschie
bung ΔR = 20° auf, was ebenfalls eine genaue Diagnose beein
trächtigt.
Wird zur Vermeidung derartiger Fehler und von Positionsschwan
kungen des klinischen Bildes die elastische Welle 3 dicker und
steif ausgestaltet, so treten die folgenden Nachteile auf. Auch
bei dicken und steifen Wellen 3 verbleiben die genannten
Schleifen (Verdrehungen) in der Welle, da sie üblicherweise
sehr lang ist. Es werden zwar etwas stabilere Verhältnisse er
zielt, jedoch ist die Abtast-Charakteristik des Ultraschall-
Vibrationselementes 1 nicht linear sondern weiterhin gepulst.
Da weiterhin der einzuführende Abschnitt A relativ groß und
steif wird, kann der Patient ihn auch nicht mehr so leicht
schlucken und auch die Beweglichkeit des Abschnittes A in der
Körperhöhlung ist reduziert.
Da mit dem Elektromotor 6 eine Gleichspannungsquelle verwendet
wird, entsteht das sogenannte "Bürsten-Rauschen", welches auf
der Signalleitung des Ultraschall-Vibrationselementes 1 er
scheint. Es entsteht deshalb ein sogenannter "Flicker-Effekt"
auf dem auf einem Bildschirm dargestellten Bild, wenn mit dem
Ultraschall-Vibrationselement 1 eine Abtastung durchgeführt
wird. Dieser Flicker-Effekt kann zwar durch eine Rausch-Unter
drückungsschaltung ausgefiltert werden, jedoch muß in diesem
Falle eben eine spezielle Rausch-Unterdrückungsschaltung ange
ordnet werden, wodurch das Ultraschall-Endoskop groß und auf
wendig wird. Auch die Zuverlässigkeit des Endoskops wird hier
durch beeinträchtigt. Auch wird durch den bei dem bekannten
Ultraschall-Endoskop verwendeten Elektromotor, welcher groß und
kompliziert aufgebaut ist, die Funktionszuverlässigkeit beein
trächtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend be
schriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und
insbesondere eine Meßeinrichtung für ein Ultraschall-Endoskop
zu schaffen, mit der ein exaktes Ultraschall-Bild ohne Stö
rungen in einfacher Weise und zuverlässig gewonnen werden kann.
Weiterhin soll ein Ultraschall-Endoskop geschaffen werden, wel
ches exakte Ultraschall-Bilder und gute optische Bilder ohne
Störungen und Flicker anzeigen kann. Entsprechend soll auch ein
Ultraschall-Beobachtungsgerät geschaffen werden.
Weiterhin soll mit der Erfindung auch ein Ultraschall-Video-En
doskop geschaffen werden, bei dem eine Festkörper-Bildaufnahme
einrichtung verwendet wird, welche in einfacher Weise ohne Stö
rungen exakte Ultraschallbilder und gute optische Bilder erzeu
gen kann.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgaben ist mit ihren
Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist also eine Meß
einrichtung zum Beobachten von Ultraschallbildern mit einem
einschiebbaren Abschnitt versehen, der in die Nähe des zu beo
bachtenden Gegenstandes schiebbar ist, und weist folgende Ein
richtungen auf: Eine Ultraschallempfangs- und -sendeeinrichtung,
die am distalen Ende des einzuschiebenden Abschnittes angeord
net ist, um Ultraschallwellen auf den Gegenstand zu richten und
dort reflektierte Ultraschallwellen zu empfangen, wobei die
empfangenen Ultraschallwellen in elektrische Signale umgewan
delt werden, und einen Ultraschall-Antrieb zum Bewegen der Ul
traschallempfangs- und -sendeeinrichtung, um eine mechanische
Abtastung mittels Ultraschallwellen bezüglich des zu untersu
chenden Gegenstandes durchzuführen.
Nachfolgend sind Ausführungsbespiele der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt bzw. zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bekannten Meßeinrich
tung eines Ultraschall-Endoskops;
Fig. 2 eine Darstellung der Abtast-Charakteristik der be
kannten Meßeinrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 schematisch ein klinisches Bild, das mit der bekann
ten Meßeinrichtung gewonnen wurde;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh
rungsform einer Meßeinrichtung für ein Ultraschall
endoskop gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine Darstellung der Abtast-Charakteristik der Meß
einrichtung gemäß Fig. 4;
Fig. 6A eine perspektivische Darstellung eines Teils eines
Motors;
Fig. 6B eine schematische Darstellung der Elektrodenanordnung
des Motors gemäß Fig. 6A;
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Schaltung für einen Motor
gemäß Fig. 4;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh
rungsform einer Meßeinrichtung für ein Ultraschall-
Endoskop gemäß der Erfindung;
Fig. 9 einen Schnitt durch den Antrieb des zweiten Ausfüh
rungsbeispiels gemäß Fig. 8;
Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen eines abgewandelten De
tails des Antriebs;
Fig. 12 und 13 Schnittdarstellungen eines dritten und vierten Aus
führungsbeispieles einer Meßeinrichtung gemäß der Er
findung;
Fig. 14 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 13;
Fig. 15 einen Schnitt eines fünften Ausführungsbeispieles ei
ner Meßeinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 16A eine schematische Darstellung eines sechsten Ausfüh
rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Meßeinrich
tung;
Fig. 16B Einzelheiten der Betätigungselemente der Meßeinrich
tung gemäß Fig. 16A;
Fig. 17 eine schematische Darstellung eines siebten Ausfuh
rungsbeispieles mit Einzelheiten der Bedienungsele
mente;
Fig. 18
bis 21 Schnitte durch weitere Ausführungsbeispiele (8 bis
11) einer Meßeinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 22 und 23 schematische Darstellungen eines zwölften Ausfüh
rungsbeispieles und eines 13. Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung;
Fig. 24 eine schematische Darstellung eines 14. Ausführungs
beispieles einer Meßeinrichtung;
Fig. 25 und 26 Schnitte entlang der Linie A-A′ bzw. B-B′ des Ausfüh
rungsbeispieles gemäß Fig. 24;
Fig. 27 und 28 Schnitte durch ein 15. Ausführungsbeispiel einer er
findungsgemäßen Meßeinrichtung in zusammengeschobenem
bzw. auseinandergezogenem Zustand;
Fig. 29 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Ultraschall-Endoskops und eines Ultraschall-Video-En
doskops;
Fig. 30 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei
spieles für einen einschiebbaren Abschnitt eines Ul
traschall-Video-Endoskops;
Fig. 31 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein
Ultraschall-Video-Endoskop;
Fig. 32 eine schematische Darstellung eines Bedienungsab
schnittes für ein Ultraschall-Video-Endoskops;
Fig. 33 einen Schnitt entlang der Linie A-A des Ausführungs
beispiels gemäß Fig. 32;
Fig. 34 eine schematische Darstellung eines Antriebs für ein
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 33; und
Fig. 35 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausfüh
rungsbeispieles für einen einschiebbaren Abschnitt
eines Ultraschall-Video-Endoskops gemäß der Er
findung.
Fig. 4 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Meßeinrichtung für ein Ultraschall-Endoskop. Ein Motor ist am
distalen Ende des einzuschiebenden Abschnittes A angeordnet.
Ein Ultraschall-Vibrationselement 10 ist am distalen Ende des
einzuschiebenden Abschnittes A befestigt. Das Ultraschall-Vi
brationselement 10 weist eine Vibrationsscheibe 11 und ein
Dämpfungsglied 12 auf. Ein akustisches Medium 13 umgibt das
Ultraschall-Vibrationselement 10. Mittels eines Lagers 20 ist
die Welle 14 auf einer Seite mit dem Ultraschall-Vibrations
element 10 verbunden.
Das Lager 20 besteht insgesamt aus einem Paar von Einzellagern
21 und 22. Ein Dreh-Detektor 23 ist zwischen den Einzellagern
21 und 22 auf der Drehwelle 14 befestigt. Ein Sensor 24 zum
Feststellen eines Dreh-Startpulses ist dem Dreh-Detektor 23
gegenüberliegend an der Drehwelle befestigt. Zwischen dem Lager
20 und dem Ultraschall-Vibrationselement 10 ist ein Ultraschall-
Motor 30 angeordnet.
Der Ultraschallmotor 30 (diese Bezeichnung ergibt sich aus der
Funktion des Motors) weist einen Rotor 31 auf, der an einem En
de des Ultraschall-Vibrationselementes 10 befestigt und drehbar
auf der Welle 14 angeordnet ist, sowie einen Stator 32, der an
einem Ende des Lagers 20 befestigt ist und ebenfalls drehbar in
bezug auf die Welle 14 gelagert ist. Unter Druck wird der Rotor
31 in Kontakt mit dem Stator 32 gebracht. Dreh-Wandler-Elemente
33 und 34 zum berührungslosen Senden und Empfangen von Signalen
sind mittig am Rotor 31 bzw. Stator 32 gegenüberliegend (aber
ohne Kontakt) angeordnet. Im Ultraschall-Motor 30 sind ein Paar
von Elektroden des Stators 32 und eine Erd-Elektrode mit den
Enden von Zuführleitungen 41, 42 bzw. 43 verbunden, welche sich
durch den einzuschiebenden Abschnitt A erstrecken. Eine Spule
eines ersten Dreh-Wandlerelements 34 ist mit einem Ende einer
Signalleitung 44 verbunden, die sich ebenfalls durch den einzu
schiebenden Abschnitt A erstreckt. Die anderen Enden der Lei
tungen 41, 42 und 43 sowie der Signalleitung 44 führen in den
Betriebsabschnitt B.
Der Betriebsabschnitt B weist ein Antriebsteil für das Ultra
schall-Vibrationselement 10 und ein Signal-Steuerteil auf. Das
Antriebsteil weist einen Oszillator 50 zum Betrieb des Ultra
schallmotors 30, einen Verstärker 51 zum Verstärken des Aus
gangssignals des Oszillators 50 und zum Eingeben eines ver
stärkten Signals in die Leitung 41 auf sowie einen einstell
baren Phasenschieber 53 zum Verschieben der Phase des Ausgangs
signals des Oszillators 50 um Π/2, einen Verstärker 52 zum
Verstärken des Ausgangssignals des Phasenschiebers 53 und zum
Eingeben des verstärkten Signals in die Leitung 52, sowie einen
Phasenvergleicher 54 zum Vergleichen der Drehphase des Ultra
schallmotors 30, welche mittels der Leitung 43 gewonnen wird,
mit einer Ausgangsphase des Oszillators 50 und zum Eingeben der
Phasendifferenz in den Phasenschieber 53 als Rückkoppelsignal.
Weiterhin weist das Signal-Steuerteil einen Übertrager 60 auf,
eine Signalübertragungs- und -empfangseinrichtung 61 zum Abge
ben eines Ausgangssignals des Übertragers 60 über die Signal
leitung 44 und zum Empfangen eines vom Gegenstand reflektierten
Signals, einen Vorverstärker 62 zum Verstärken des reflektier
ten Signals, das von der Signalsende- und -empfangseinrichtung
61 gewonnen ist und eine Signalausgangsleitung 63 zum Abgeben
des Ausgangssignals des Vorverstärkers 62.
Bei diesem Ausführungsbeispiel umgibt flüssiges Paraffin die
Einzellager 21 und 22 des Lagers 20, den Drehdetektor 23 und
den Sensor 24 sowie den Ultraschallmotor 30. Da flüssiges Pa
raffin eine gute Viskosität sowie gute Isolationseigenschaften
aufweist, ist es kein Problem, den Motor und die anderen Teile
darin anzuordnen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist also das Ultraschall-
Vibrationselement 10 drehbar am distalen Ende des einschieb
baren Abschnittes A angeordnet und direkt durch den unmittelbar
benachbart angeordneten Ultraschallmotor 30 angetrieben, so daß
es nicht erforderlich ist, eine elastische Welle zum Antrieb
des Ultraschall-Vibrationselementes zu verwenden. Da nur elek
trische Leitungen zum Verbinden des Ultraschall-Vibrationsele
mentes 10 mit dem Betriebsabschnitt B erforderlich sind, ist
es möglich, den Durchmesser des einzuschiebenden Abschnittes A
klein zu halten und die Elastizität dieses Abschnittes zu ge
währleisten. Der Patient kann den Abschnitt A leicht schlucken
und auch die Betätigung des einschiebbaren Abschnittes A in der
Körperhöhlung ist einfach. Da Schwankungen in der Drehung des
Ultraschall-Vibrationselementes aufgrund von Verdrehungen einer
elastischen Welle nicht auftreten, ist die Abtastung mittels
des Ultraschall-Vibrationselementes 10 exakt und genau reprodu
zierbar, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Dementsprechend können
gute klinische Bilder ohne Störungen erhalten werden. Da wei
terhin keine Störgeräusche aufgrund von Bürsten eines Elektro
motors auf die Signalleitung 44 übertragen werden, enthalten
die klinischen Bilder auch nicht das sogenannte Flickern. Da
weiterhin keine mechanischen Teile, wie ein Gleichstrommotor,
eine Getriebebox und ein Potentiometer erforderlich sind, kann
der Betriebsabschnitt B außerhalb der Körperhöhlung relativ
klein gestaltet werden.
Fig. 6A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Ul
traschallmotors. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Ul
traschallmotor einen Stator 71 zum Erzeugen eine Biege-Vibra
tion entsprechend der Ultraschallwelle und einen Rotor 72 auf,
der in Kontakt steht mit dem Stator 71. Der Stator 71 weist
einen Metallring 73 und ein piezoelektrisches keramisches Ele
ment 74 auf. Der Stator 71 vibriert in Längsrichtung, wenn eine
Spannung mit einer hohen Frequenz oberhalb 20 KHz an das piezo
elektrische Keramikelement 74 angelegt wird. Diese Vibration
des Metallringes 73 setzt sich in Umfangsrichtung fort und des
halb wird der Rotor 72 in umgekehrter Richtung gedreht. Bei
diesem Ausführungsbeispiel besteht der Metallring 73 aus einer
Legierung mit 36% Ni und 64% Fe, während der Rotor 71 aus
einer Aluminiumlegierung besteht, wobei eine Al2O3-Schicht dem
Metallring 73 gegenüberliegend auf dem Rotor 71 aufgetragen
ist. Da eine Kontaktfläche 75 des Rotors 72 durch eine flansch
förmige Feder gebildet ist, die in Längsrichtung vibriert, kann
die Vibration des Stators 71 in Längsrichtung absorbiert wer
den. Wie in Fig. 6B gezeigt ist, sind die Positionen von Elek
troden A und B um λ/4 phasenverschoben. Eine Elektrode S er
mittelt einen Resonanzzustand bezüglich der Biegeschwingung,
welche von den Elektroden A und B erzeugt wird.
Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Versorgung
des Ultraschallmotors gemäß Fig. 4.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Meßeinrich
tung für ein Ultraschall-Endoskop. Bei diesem Ausführungsbei
spiel weist ein Endoskop 111 einen Betriebsabschnitt 112 auf,
in dem unterschiedliche Betätigungselemente angeordnet sind,
sowie einen Antriebsabschnitt 113 zum Antreiben des Ultraschall-
Vibrationselementes, und einen einschiebbaren Abschnitt 114.
Ein distaler Endabschnitt 116 ist über einen elastischen Ab
schnitt 115 mit dem einschiebbaren Abschnitt 114 verbunden. Der
Betriebsabschnitt 112 weist einen Anschluß 117 sowie ein Ver
bindungsteil 118 auf, das am distalen Ende desselben angeordnet
ist. Das Verbindungselement 118 wird mit einer Lichtquelle ver
bunden, so daß Licht eines Lichtleiters 119 projiziert ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind unterschiedliche Bauteile,
wie ein Lichtleiter, ein Bildleiter, ein Zangenkanal und ein
Luft-Zuführkanal innerhalb des einschiebbaren Abschnittes 114
angeordnet. Ein Gegenstand in der Körperhöhlung kann deshalb
mittels eines Okulares beobachtet werden, das im Betriebsab
schnitt 112 angeordnet ist. Diese Anordung ist für den Fachmann
der Endoskopie weitgehend bekannt, so daß auf die Erörterung
von Einzelheiten verzichtet werden kann. Ein Betätigungsknopf
121 zum Biegen des elastischen Abschnittes 115 ist im Betriebs
abschnitt 112 angeordnet und das distale Ende des einschiebba
ren Abschnittes 114 kann willkürlich mittels des Betätigungs
knopfes 121 in der Körperhöhlung bewegt werden. Eine Öffnung
122 für die Zange ist im Antriebsabschnitt 113 vorgesehen.
Ein Ultraschall-Vibrationselement 123 ist im harten Endab
schnitt 116 des einschiebbaren Abschnittes 114 angeordnet und
ein distales Ende der sich durch den einzuschiebenden Abschnitt
114 erstreckenden Drehwelle ist mit dem Ultraschall-Vibrations
element 123 verbunden. Diese Drehwelle erstreckt sich in Rich
tung auf den Antriebsabschnitt 113 und wird durch einen Ultra
schallmotor gedreht, der im Antriebsabschnitt 113 angeordnet
ist. Andererseits erstrecken sich mit dem Vibrationselement 123
verbundene Kabel in der Drehwelle und weiterhin im Universal
Anschluß 117. Weiterhin sind diese Kabel über eine Abzweigung
124 vom Anschluß 117 in ein Verbindungselement 125 eingeführt,
welches mit einer Ultraschall-Beobachtungseinrichtung verbind
bar ist. Ein Verstärker 126 ist etwa in der Mitte der Abzwei
gung 124 angeordnet. Ein Ballon 127 ist abnehmbar außenseitig
am distalen Endabschnittes 116 angeordnet, wie mit gestrichel
ter Linie angedeutet ist. Der Ballon 127 ist mit Wasser füll
bar, so daß die Energie der Ultraschallwelle in der Körperhöh
lung nicht reduziert wird.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch den Antriebsabschnitt 113 des
Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 8. Bei diesem Ausführungsbei
spiel ist eine Drehwelle 131 mit dem Ultraschall-Vibrationsele
ment 123 verbunden und aus einer elastischen, zylindrischen
Röhre gebildet. Ein Kabel 132 ist elektrisch mit dem Ultra
schall-Vibrationselement 123 verbunden und erstreckt sich durch
die Drehwelle 131. Die Drehwelle 131 ist mit einer Hülse 133
verbunden, die drehbar mittels eines Lagers 134 an einem Basis
abschnitt 135 befestigt ist. Ein Stützteil 136 ist am Basisteil
135 befestigt und die Hülse 133 ist mittels eines weiteren La
gers 137 drehbar im Stützteil 136 gelagert. Ein Ultraschallmo
tor 138 ist zwischen dem Basisteil 135 und der Hülse 133 ange
ordnet. Das heißt, ein ringförmiger Stator 138 a ist an der Ba
sis 135 befestigt und ein Rotor 138 b, welcher mit dem Stator
138 a zusammenwirkt, ist an der Hülse 133 befestigt. Ein Dreh
stellungsdetektor 139 ist an der Basis 135 befestigt, um eine
Markierung nachzuweisen, die am Rotor 138 b der Basis 135 ge
genüberliegend angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Dreh
stellung der Hülse 133, d.h. der Drehwelle 131 ermittelt wer
den. Flansche 140 und 141 sind an der Hülse 133 befestigt und
ein Empfangsverstärker 142 ist zwischen diesen Flanschen 140,
141 angeordnet. Das Kabel 132 ist mit dem Empfangsverstärker
142 verbunden, um das vom Ultraschall-Vibrationselement 123 ab
gegebene Signal zu verstärken. Das vom Empfangsverstärker 142
verstärkte Signal wird einem Drehkontakt 144 über ein Kabel
143 zugeführt, welches in der Hülse 133 verläuft. Weiterhin
wird das Signal einem Kabel 145 über beispielsweise einen
Schleifringkontakt zugeführt.
Der Stator 138 a des Ultraschallmotors 138 hat unterteilte Elek
troden, ein ringförmiges piezoelektrisches Element und ein
ringförmiges elastisches Teil, welche in Fig. 9 allesamt als
Stator dargestellt sind. Wenn eine Antriebsspannung mit einer
vorgegebenen Phase an das piezoelektrische Element angelegt
wird, beginnt dieses zu vibrieren und das elastische Bauteil
führt ebenfalls eine wellenförmige Schwingung aus. Der mit dem
elastischen Teil in Kontakt gebrachte Rotor 138 b wird gedreht.
Da der Rotor 138 b mit der Hülse 133 verbunden ist, welche ih
rerseits an der Drehwelle 131 befestigt ist, führt die Dreh
welle 131 eine Rotation aus und somit wird auch das Ultra
schall-Vibrationselement 123, welches am distalen Ende der
Drehwelle 131 befestigt ist, ebenfalls gedreht.
Auf diese Weise wird bei Verwendung des Ultraschallmotors 138
und der koaxialen Anordung des Stators 138 a und des Rotors 138 b
auf der Drehwelle 131 eine sehr kleine Abmessung der gesamten
Antriebseinheit erreicht. Da der Rotor 138 b direkt mit der
Drehwelle verbunden ist, ist es nicht erforderlich, Kraftüber
tragungseinrichtungen, wie Getriebe, Antriebsriemen etc. vorzu
sehen und der Gesamtaufwand für die Vorrichtung wird reduziert.
Da weiterhin einzelne Einrichtungen des Ultraschallmotors nicht
auf der Achse der Drehwelle angeordnet sind, können die Kabel
in der Drehwelle angeordnet werden und die Dreh-Kontakteinrich
tung 144 kann ihrerseits auf der Achse der Drehwelle angeordnet
werden. Auf diese Weise ist der Gesamtaufbau erheblich verein
facht.
Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Abwand
lungen möglich. Zum Beispiel ist es möglich, anstelle eines
ringförmigen Stators bzw. Rotors einen kreisförmigen Scheiben
stator und einen entsprechenden Rotor vorzusehen, die jeweils
in der Mitte ein Loch aufweisen. Weiterhin kann gemäß Fig. 10
auch ein Ultraschallmotor verwendet werden, bei dem ein zylin
drischer Stator 152 mit Elektroden, einem piezoelektrischen
Element und einem elastischen Teil an der Innenfläche eines Zy
linders 151 befestigt ist, während ein Rotor 153 hülsenförmig
ausgestaltet und in den zylindrischen Stator 152 eingeschoben
ist. Ferner kann gemäß Fig. 11 auch ein Ultraschallmotor ver
wendet werden, bei dem ein Stator 155 auf der Außenfläche einer
Hülse 154 befestigt ist, welche mit der Drehwelle verbunden
ist. Ein zweigeteilter Zylinder 156 ist um den Stator 155 herum
angeordnet, um die Hülse 154 zu drehen.
Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbei
spiel einer Meßeinrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel be
zeichnet das Bezugszeichen 201 einen Abschnitt, der in die Kör
perhöhlung einschiebbar ist. Ein Ultraschall-Abtastkopf 203 ist
am distalen Ende 202 des einschiebbaren Abschnittes 201 angeord
net. Der Ultraschall-Kopf 203 weist eine zylindrische Abdeckung
204 auf, die sich vom distalen Endabschnitt 202 in Richtung der
Längsachse des Abschnittes 201 erstreckt. Ein Ende der Abdeckung
204 ist mit einer Außenfläche des distalen Endabschnittes 202
verbunden, während das andere Ende der Abdeckung 204 durch eine
Endwand 205 verschlossen ist. Ein Ultraschall-Vibrationselement
206 zum Senden und Empfangen von Ultraschallwellen ist im In
nenraum der Abdeckung 204 aufgenommen.
Eine rohrförmige Drehwelle 208 steht integral von einem Stütz
teil 207 vor, um das Ultraschall-Vibrationselement 206 abzu
decken. Die Drehwelle 208 ist in ein Loch 209 eingefügt, wel
ches an der Spitze des distalen Endabschnittes 202 ausgebildet
ist. Im Loch 209 sind Kugellager 210 und 211 angeordnet, um die
die Welle 208 drehbar abzustützen. Innenstücke 210 a und 211 a
der Kugellager 210 bzw. 211 sind auf die Außenfläche der Dreh
welle 208 aufgeschraubt und werden somit mit der Drehwelle 208
gedreht.
Ein Signalkabel 213 zum Übertragen und Empfangen eines Signals
für das bzw. von dem Vibrationselement 206 ist in die Drehwelle
208 eingeführt sowie in ein Schutzröhrchen 212, welches mit der
Drehwelle 208 verbunden ist. Das Signalkabel 213 ist mit einer
Ultraschallsende- und -empfangseinrichtung (nicht gezeigt) am
proximalen Ende des einschiebbaren Abschnittes 201 verbunden.
In der Ausnehmung 209 im distalen Endabschnitt 202 ist ein Ul
traschallmotor 214 installiert, der ringförmig ausgestaltet
ist, um ein Ultraschall-Vibrationselement 206 zu drehen. Der
Ultraschallmotor 214 weist einen Ultraschall-Vibrator 215 auf,
der ringförmig gestaltet ist. In dem Loch 209 ist der Ultra
schall-Vibrator 215 zwischen den Kugellagern 210 und 211 an
geordnet und zwar koaxial in bezug auf die Welle 208. Eine
Stirnfläche des Ultraschallvibrators 215 ist koaxial in Kontakt
mit dem Innenstück 210 a des Kugellagers 210, welches neben dem
Ultraschall-Vibrationselement 206 angeordnet ist. Der Ultra
schallvibrator 215 ist mit einer Betätigungseinheit des Ultra
schallmotors 201 über ein Kabel verbunden, welches in der
Zeichnung nicht gezeichnet ist und sich durch den einschiebba
ren Abschnitt 201 erstreckt.
Bei Betätigung des Ultraschallmotors und Vibration des Ultra
schallvibrators 215 wird deshalb eine Welle erzeugt, die sich
in Umfangsrichtung bewegt. Die Welle wird zwischen dem Vibrator
215 und dem Innenstück 210 a erzeugt, wobei sich letzteres
dreht. Bei diesem Ausführungsbeispiel dient das Innenstück 210 a
des Kugellagers 210 als Rotor für den Ultraschallmotor 214. Im
Innenraum der Abdeckung 204, welche das Ultraschall-Vibrations
element 206 aufnimmt, ist eine Flüssigkeit angeordnet, die eine
gute Übertragungseigenschaft bezüglich der Ultraschallwellen
aufweist.
Ein Ballon 216 aus elastischem Material, wie Gummi, ist um die
Außenfläche des Ultraschall-Abtastkopfes 203 herum angeordnet.
Der Ballon 216 ist derart am Ultraschallabtastkopf 203 befe
stigt, daß seine vorderen und hinteren Kanten in Ausnehmungen
eingelegt sind, die in der Außenfläche der Abdeckung 204 sowie
dem distalen Endabschnitt 202 ausgeformt sind. Entgastes Wasser
wird in den Ballon 216 über eine Zuleitung (nicht gezeigt) zu
geführt, die sich durch den einschiebbaren Abschnitt 201 er
streckt, so daß der Ballon 216 expandiert werden kann.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ist der Ultraschall
vibrator 215 des Ultraschallmotors 214 koaxial auf der Mantel
fläche der Welle 208 angeordnet, welche mit dem Ultraschall-Vi
brationselement 206 verbunden ist. Dabei wird eine Stirnfläche
des Ultraschallvibrators 215 in Kontakt mit dem Innenstück 210 a
des Kugellagers 210 gebracht, welches einstückig mit der Welle
208 dreht. Wird deshalb eine Ultraschallschwingung an den Ul
traschallvibrator 215 angelegt, so wird eine entlang dem Umfang
bewegte Welle zwischen dem Ultraschallvibrator 215 und dem In
nenstück 210 a erzeugt und das Innenstück 210 a gedreht. Da die
Drehung des Innenstückes 210 a auf das Ultraschall-Vibrations
element 206 über die Welle 208 übertragen wird, wird das Ultra
schall-Vibrationselement 206 innerhalb der Abdeckung 204 ge
dreht. Auf diese Weise wird eine Ultraschall-Abtastung durch
geführt, wobei ein Echo der vom Ultraschall-Vibrationselement
206 gesendeten Ultraschallwellen mittels des Ultraschall-Vi
brationselementes selbst empfangen wird.
Da in diesem Fall der Ultraschallmotor 214, in dem die Welle
208 der zwischen dem Vibrator 215 und dem Innenstück 210 a er
zeugten Welle gedreht wird, ein großes Drehmoment bei im Ver
gleich mit dem Elektromotor geringer Drehgeschwindigkeit auf
weist, ist es nicht erforderlich, spezielle Untersetzungsge
triebe oder Geschwindigkeitsreduzierer zu verwenden. Der Ultra
schallmotor 214 kann deshalb in kompakter Weise im distalen
Endabschnitt 202 untergebracht werden.
Da weiterhin der Ultraschallmotor nur aus zwei Teilen, nämlich
dem ringförmigen Ultraschallvibrator 215 und dem Innenstück
210 a (auch als Innenring zu bezeichnen) besteht, weist er ein
relativ geringes Gewicht sowie geringe Abmessungen auf. Es ist
deshalb möglich, den Antriebsabschnitt zum Drehen des Ultra
schall-Vibrationselementes 206 mit kleinen Abmessungen im Ver
gleich mit bekannten Anordnungen zu gestalten.
Es ist deshalb möglich, den Ultraschallmotor 214 direkt am di
stalen Endabschnitt 202 anzuordnen, ohne die Abmessungen dieses
Endabschnittes vergrößern zu müssen. Insgesamt wird also der
einschiebbare Abschnitt 201 relativ leicht. Der Patient kann
den Abschnitt 201 leicht schlucken und er ist in hohem Maße be
weglich.
Fig. 13 zeigt einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbei
spiel eines Meßkopfes. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist
eine Vertiefung 221 in einer Seitenfläche des distalen Endab
schnittes 202 ausgebildet und das Ultraschall-Vibrationselement
206 ist in dieser Vertiefung aufgenommen. Weiterhin ist in der
Vertiefung 221 ein Reflexionsspiegel 222 dem Ultraschall-Vibra
tionselement 206 gegenüberliegend angeordnet. Der Spiegel 222
reflektiert die vom Ultraschall-Vibrationselement 206 abgege
benen Ultraschallwellen in radialer Richtung (bezogen auf die
Längsachse des Endabschnittes 202) und reflektiert weiterhin
das Ultraschall-Echo, welches von der Körperhöhlung kommt, in
Richtung auf das Ultraschall-Vibrationselement 206. Eine Dreh
welle 223 steht vom Spiegel 223 vor. Die Welle 223 ist in ein
Loch 209 eingeführt, welches im distalen Endabschnitt 202 dem
Ultraschall-Vibrationselement 206 gegenüberliegend ausgebildet
ist. Im Loch 209 sind Kugellager 210 und 211 zum Abstützen der
Drehwelle und des Ultraschallmotors 214 angeordnet, entspre
chend dem dritten Ausführungsbeispiel. Weiterhin ist in der
Vertiefung 221 eine Flüssigkeit angeordnet, die eine gute Ul
traschall-Übertragungsfähigkeit aufweist und die Öffnung der
Vertiefung 221 ist durch einen Stopfen 224 verschlossen. Fig.
14 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A des Ausführungs
beispiels gemäß Fig. 13.
Da bei dem vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel
der Ultraschall-Spiegel 222 zum Reflektieren einer vom Ultra
schall-Vibrationselement 206 ausgesandten Ultraschallwelle in
Richtung auf die Körperhöhlung und zum Reflektieren eines dort
erzeugten Ultraschall-Echos in Richtung auf das Ultraschall-
Vibrationselement 206 mittels eines Ultraschallmotors 214 ge
dreht wird, können alle Betriebseinrichtungen zum Durchführen
einer Ultraschallabtastung relativ klein gehalten werden.
Fig. 15 zeigt einen Schnitt durch ein fünftes Ausführungsbei
spiel eines Meßkopfes. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein
Ultraschall-Abtastkopf 231 mit dem distalen Endabschnitt 202
verbunden und weist ein rohrförmiges Teil 232 auf, welches vom
distalen Endabschnitt 202 in axialer Richtung vorsteht. Weiter
hin ist eine distale Abdeckung 233 zum Verschließen des rohr
förmigen Teiles 232 vorgesehen. Das Ultraschall-Vibrationsele
ment 206 ist in einer Stirnfläche der distalen Abdeckung 233
eingebettet und der Ultraschall-Spiegel 222 wird im Innenraum
des rohrförmigen Teiles 232 dem Ultraschall-Vibrationselement
206 gegenüberliegend aufgenommen. Im Innenraum, in dem der
Spiegel 222 angeordnet ist, ist auch eine Flüssigkeit aufge
nommen, die gute Ultraschall-Übertragungseigenschaften auf
weist.
Die Drehwelle 223 des Spiegels 222 ist drehbar durch ein Kugel
lager 234 abgestützt und ein Endabschnitt der Welle 223 ragt in
ein Loch, das in der distalen Stirnfläche des Endabschnittes
202 ausgebildet ist. Der Ultraschallvibrator 215 des Ultra
schallmotors 214 ist in das Loch 209 eingeschraubt. Eine
Stirnfläche des Ultraschall-Vibrators 215 entspricht derjenigen
des distalen Endabschnittes 202 und ist einem Innenstück 234 a
des Kugellagers 234 gegenüberliegend angeordnet. Ein Trenn
stück 235 zum flüssigkeitsdichten Isolieren des Innenraumes des
rohrförmigen Teiles 232 gegenüber dem Loch 209 ist zwischen dem
Ultraschallvibrator 215 und dem Innenstück 234 a angeordnet. Die
Trennwand 235 besteht aus einer dünnen Kunststoffscheibe, so
daß keine Vibrationsenergie des Ultraschallvibrators 215 absor
biert wird. Die Trennwand überträgt die Vibrationen des Ultra
schallvibrators 215 auf das Innenstück 234 a ohne Verlust.
Da bei dem fünften Ausführungsbeispiel der Ultraschallvibrator
215 flüssigkeitsdicht von dem Innenraum des rohrförmigen Teiles
232, in welchem die Flüssigkeit angeordnet ist, abgetrennt ist
(mittels der Trennwand 235), gelangt keine Flüssigkeit zum Ul
traschallmotor 214, so daß die Drehung des Ultraschallmotors
214 erleichtert ist.
Beim beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel wird das Innen
stück des Kugellagers als Rotor für den Ultraschallmotor ver
wendet. Es ist jedoch auch möglich, einen Rotor getrennt von
dem Innenstück vorzusehen. In diesem Fall kann der Rotor inner
halb des Ultraschall-Vibrators angeordnet werden.
Fig. 16A zeigt schematisch ein sechstes Ausführungsbeispiel für
eine Meßeinrichtung, während Einzelheiten des Betätigungsab
schnittes in Fig. 16B gezeigt sind. Ein einschiebbarer Ab
schnitt 252, welcher in die Körperhöhlung eingeführt wird, und
ein elastischer Abschnitt 253 sowie ein distaler Endabschnitt
254 sind mit einer Betätigungseinheit 251 verbunden. Weiterhin
ist mit der Betätigungseinheit 251 eine universell einsetzbare
Abzweigung 256 verbunden, die an ihrem distalen Ende ein Ver
bindungsstück 255 aufweist. Ein Kabel 262 mit einem Verstärker
263 zweigt von der Abzweigung 256 ab.
Verschiedene Bauteile, wie eine Optik, Zuführkanäle, Betätigungs
drähte etc. sind im Betätigungsabschnitt 251 und im einschieb
baren Abschnitt 252 angeordnet. Andere Bauteile, wie ein Luft-
Zuführkanal, Wasser-Zuführkanal, Licht-Übertragungseinrichtun
gen etc. sind am Verbindungsstück 255 vorgesehen und erstrecken
sich zum distalen Endabschnitt 254 über das Verbindungsstück
256, so daß in der Körperhöhlung eine Beobachtung durchgeführt
werden kann.
Eine Öffnung 257 für eine Zange ist in einem Verbindungsstück
zwischem dem Betätigungsabschnitt 251 und dem einzuschiebenden
Abschnitt 252 angeordnet. Die Öffnung 257 steht in Verbindung
mit einem Kanal in dem Abschnitt 252. Es ist deshalb möglich,
ein Operationswerkzeug, wie eine Zange, von der Öffnung 257 aus
in den Meßkopf zu schieben. Eine Öffnung 258 zur Wassserzufuhr
für den Ballon und ein Saug-Wechselhebel 259 sind in dem
Verbindungsstück vorgesehen, um wahlweise dem Ballon 260 am
distalen Endabschnitt 254 Wasser zuführen bzw. aus ihm Wasser
absaugen zu können.
Ein Ultraschall-Vibrationselement ist drehbar im distalen End
abschnitt 254 angeordnet und eine Drehung eines im Betätigungs
abschnitt 251 vorgesehenen Antriebs wird über eine flexible
Welle 261 zum Ultraschall-Vibrationselement übertragen. Die
flexible Welle 261 erstreckt sich im einzuschiebenden Abschnitt
252. Das Ultraschall-Vibrationselement ist elektrisch mit einer
Beobachtungseinrichtung über ein Kabel 262 verbunden, welches
von der Verbindung 256 abzweigt. Weiterhin ist am Betätigungsab
schnitt 251 ein Handgriff angeordnet, so daß das distale Ende
254 willkürlich durch Biegung des elastischen Abschnittes 253
bewegt werden kann.
Fig. 16B zeigt den inneren Aufbau des Betätigungsabschnittes
251. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Ultraschallmotor
268 als Antrieb benutzt, jedoch ist es auch möglich, einen an
deren Motor zu verwenden. In Fig. 16B ist eine Welle 266 dreh
bar durch Lager 265 a und 265 b abgestützt, welche an einer Basis
264 befestigt sind. Ein Ende der Welle 266 ist mit der elasti
schen Welle 261 verbunden, welche sich bis zum Ultraschall-Vi
brationselement erstreckt, während das andere Ende mit dem
Dreh-Wandler 267 verbunden ist, welcher seinerseits elektrisch
mit dem Ultraschall-Vibrationselement verbunden ist, welches am
distalen Endabschnitt 254 angeordnet ist. Die Verbindung er
folgt über ein Kabel, das in der flexiblen Welle 261 verläuft.
Ein Drehstellungsgeber 271 ermittelt den Drehzustand der Welle
266 und erstreckt sich um diesen herum.
Weiterhin ist auf der Basis 264 ein Ultraschallmotor 268 mit
einem ringförmigen Stator 268 a und einem ringförmigen Rotor
268 b mittels eines Abstandsstückes 269 neben der Welle 266
befestigt. Der Befestigung dienen auch abgewinkelte Scheiben
270 a und 270 b. Die Drehung des Rotors 268 b wird mittels eines
Antriebsriemens 272 auf ein Antriebsrad 273 übertragen, welches
an der Welle 266 befestigt ist. Auf diese Weise wird die Welle
266 gedreht. Die der Betätigung des Endoskops dienenden Ein
richtungen sind in Fig. 16B von einer strich-punktierten Linie
274 abgegrenzt. Wie dargestellt, durchsetzen die Betätigungs
einrichtungen einen im Ultraschallmotor 268 vorhandenen Frei
raum. Die Betätigungseinrichtungen des Endoskops weisen eine
Einrichtung zum Zuführen und Absaugen eines Inert-Gases zum
bzw. vom zu beobachtenden Gegenstand mittels eines Schlauches
auf und eine Einrichtung zum Eingeben von Wasser oder Luft. Der
Betrieb des vorstehend beschriebenen Ultraschall-Endoskops ist
wie folgt. Zunächst wird eine bestimmte Spannung an den Stator
268 a des Ultraschallmotors 268 angelegt. Dann beginnt der Rotor
268 b zu drehen und die Drehung des Rotors 268 b wird auf das An
triebsrad 273 über den Riemen 272 übertragen, so daß sich die
Welle 266 dreht. Die Drehung der Welle 266 wird über die ela
stische Welle 261 auf das Ultraschall-Vibrationselement, wel
ches am distalen Endabschnitt 254 angeordnet ist, übertragen,
so daß auch das Ultraschall-Vibrationselement Drehungen aus
führt. Der Drehstellungsgeber 271 erzeugt ein der Drehstellung
entsprechendes Signal während der Drehung der Welle 266. Die
Ultraschallwelle wird dadurch erzeugt, daß ein elektrisches
Signal an das Ultraschall-Vibrationselement von Seiten der Be
tätigungseinrichtung über den Drehwandler 267 angelegt wird.
Die entsprechend gesendete Ultraschallwelle wird vom distalen
Endabschnitt auf das zu untersuchende Objekt gerichtet und das
dort reflektierte Echo wird vom Ultraschallvibrationselement
empfangen. Das Ultraschall-Echo wird vom Ultraschall-Vibra
tionselement in elektrische Signale umgewandelt, welche über
den Drehwandler 267 der Beobachtungseinrichtung zugeführt
werden, um das Ultraschallbild darzustellen.
Fig. 17 zeigt schematisch ein siebtes Ausführungsbeispiel für
den inneren Aufbau eines Betätigungsabschnittes für eine
Meßeinrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ebenfalls
eine Drehwelle in dem Freiraum angeordnet, der im Ultraschall
motor verbleibt. In diesem Freiraum sind auch die anderen Be
tätigungseinrichtungen für das Endoskop untergebracht.
Gemäß Fig. 17 ist der Ultraschallmotor 268 mittels eines Ab
standsstückes 269 und abgewinkelter Scheiben 270 a und 270 b an
dem Basisteil 264 befestigt. Die Drehwelle 266 ist drehbar im
Innenraum des Ultraschallmotors 268 mittels Lagern 265 a und
265 b abgestützt. Die Drehung des Rotors 268 b des Ultraschallmo
tors 268 wird über ein Getriebe 275 auf die Welle 266 übertra
gen. Das Getriebe 275 ist an der Welle 266 befestigt. Die ande
ren Einzelheiten dieses siebten Ausführungsbeispieles entspre
chen denen des oben beschriebenen sechsten Ausführungsbeispie
les.
Wird eine bestimmte Spannung an den Stator 268 a des Ultraschall
motors 268 gelegt, so beginnt der Rotor 268 b zu drehen und sei
ne Drehung wird über das Getriebe 275 auf die Welle 266 übertra
gen. Die Drehung der Welle 266 wird mittels einer elastischen
Welle 261 auf das Ultraschall-Vibrationselement übertragen,
welches entsprechend ebenfalls eine Drehung ausführt. Die
Erzeugung eines Ultraschallbildes in der Beobachtungseinrich
tung erfolgt entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird ein
Ultraschallmotor verwendet, jedoch ist es auch möglich, andere
Arten von Motoren einzusetzen. Beim sechsten Ausführungsbei
spiel kann auch ein anderes Kraftübertragungsmittel eingesetzt
werden als der Antriebsriemen, z.B. ein Getriebe.
Da, wie beschrieben, beim sechsten und siebten Ausführungsbei
spiel die schweren Antriebseinrichtungen zum Antreiben des Ul
traschall-Vibrationselementes im Betätigungsabschnitt angeord
net sind, ist die Handhabbarkeit des Endoskops wesentlich ver
bessert und die Diagnosemöglichkeiten sind erweitert.
Fig. 18 zeigt einen Schnitt durch ein achtes Ausführungsbei
spiel einer Meßeinrichtung, bei der ein Ultraschallmotor 304 an
einem distalen Endabschnitt 301 angeordnet ist. Bei diesem
Ausführungsbeispiel wird ein Ultraschall-Vibrationselement 302
von einem Ultraschallmotor 304 über eine Welle 303 gedreht. Es
sendet und empfängt Ultraschallwellen über eine hierfür durch
lässige Abdeckung 301 a. Ein Rotor 305 und ein Stator 306 des
Ultraschallmotors 305 sind koaxial in bezug auf die Längsachse
307 des distalen Endabschnittes 301 angeordnet. Gleiches gilt
für die Welle 303 des Ultraschall-Vibrationselementes 302. Wird
deshalb ein Antriebssignal an das piezoelektrische Element des
Rotors 305 über die Antriebssignalleitung 310 gegeben, so dreht
sich der Stator 306 in einer vorgegebenen Richtung mit einer
vorgegebenen Geschwindigkeit. Das Ultraschall-Vibrationselement
302 dreht sich für die Abtastung. Ein Ultraschall-Bildsignal
wird über die Bild-Signalleitung 309 übertragen. Weiterhin ist
eine Bildleitung 308 am distalen Endabschnitt in bezug auf die
Längsachse 307 versetzt angeordnet. Das Endoskop weist also
einen schrägen Beobachtungswinkel auf.
Wie erwähnt, kann das Ultraschall-Vibrationselement 302 direkt
die Drehkraft vom Ultraschallmotor 304 ohne die Verwendung ei
ner elastischen Welle übertragen bekommen. Das Ultraschall-Vi
brationselement 302 bewegt sich also unabhängig von dem Biege
zustand des eingeschobenen Abschnittes. Da der Ultraschallmotor
304 koaxial in bezug auf die Welle 303 des Ultraschall-Vibra
tionselementes 302 angeordnet ist, kann die Drehkraft wirksam
übertragen werden und das Endoskop mit geringen Abmessungen ge
staltet werden. Da sich durch den eingeschobenen Abschnitt
keine elastische Welle erstreckt, ist die Flexibilität dieses
Abschnittes weiter verbessert.
Fig. 19 zeigt einen Schnitt durch ein neuntes Ausführungsbei
spiel einer Meßeinrichtung, bei der eine Bildleitung 308 a zur
Spitze des distalen Endabschnittes führt, um Sicht in Vorwärts
richtung zu ermöglichen. Ein solches Endoskop ist vom Typ mit
sogenannter "Geradeausbeobachtung". Bei diesem Ausführungsbei
spiel ist ein Ultraschall-Vibrationselement 302 a in einem zy
lindrischen Stützteil 311 angeordnet, wobei das Stützteil 311
drehbar durch ein Kugellager 312 sowie ein Gleitlager abge
stützt ist. Ein Rotor 305 a und ein Stator 306 a eines Ultra
schallmotors 304 a sind koaxial in bezug auf eine Längsachse
307 a des einzuschiebenden Abschnittes angeordnet. Der Rotor
305 a ist über das Stützteil 311 mit dem Ultraschall-Vibrations
element 302 a verbunden. Mittels einer Antriebssignalleitung
310 a wird ein Antriebssignal zum piezoelektrischen Element des
Rotors 305 a übertragen und mittels einer Bildsignalleitung 309 a
wird ein Ultraschall-Bildsignal zur Beobachtungseinrichtung
übertragen.
Da bei diesem neunten Ausführungsbeispiel die Bildleitung 308 a
etc. in einem zylindrischen Abschnitt des Ultraschallmotors
304 a angeordnet sind, kann der Außendurchmesser des einzuschie
benden Abschnittes relativ klein gehalten werden, obwohl das
Endoskop eine Beobachtung in Geradeausrichtung ermöglicht. Auch
die übrigen Vorteile des achten Ausführungsbeispieles sind hier
realisiert.
Fig. 20 zeigt einen Schnitt durch ein zehntes Ausführungsbei
spiel einer Meßeinrichtung, welche gegenüber dem Ausführungsbei
spiel gemäß Fig. 18 modifiziert ist. Bei diesem Ausführungsbei
spiel ist ein Ultraschallmotor 304 seitlich in der Spitze des
distalen Endabschnittes 301 b angeordnet, d.h. er ist in bezug
auf das Ultraschall-Vibrationselement 302 b seitlich versetzt.
Eine Welle, durch welche sich die Bild-Signalleitung 309 b er
streckt, ist mit der Rückseite des Ultraschall-Vibrationsele
mentes 302 verbunden. Das Bezugszeichen 313 bezeichnet einen
Gleitring.
Die Vorteile dieses Ausführungsbeispieles entsprechen denen des
Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 18.
Fig. 21 ist ein Schnitt durch ein elftes Ausführungsbeispiel,
welches gegenüber dem neunten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 19
modifiziert ist. Entsprechend dem zehnten Ausführungsbeispiel
ist auch hier der Ultraschallmotor 304 c seitlich in der Spitze
des distalen Endabschnittes 301 c in bezug auf das Ultraschall-
Vibrationselement 302 versetzt angeordnet. Die Vorteile dieses
Ausführungsbeispieles entsprechen denen des neunten Ausführungs
beispieles gemäß Fig. 19.
Es ist möglich, die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 18 bis
21 derart abzuändern, daß der Ultraschallmotor im Betätigungs
abschnitt (nicht gezeigt in diesen Figuren) der Meßeinrichtung
untergebracht ist. In diesem Falle ist es erforderlich, eine
elastische Welle zum Übertragen der Drehkraft auf das Ultra
schall-Vibrationselement vorzusehen. Diese elastische Welle er
streckt sich durch den einschiebbaren Abschnitt. Aber auch in
diesem Falle wird dann, wenn der Ultraschallmotor koaxial in
bezug auf den einzuschiebenden Abschnitt angeordnet wird, die
Biegefähigkeit des eingeschobenen Abschnittes nicht beein
trächtigt. Entsprechendes gilt für die Drehung des Ultraschall-
Vibrationselementes.
Da bei den vorstehend beschriebenen achten bis elften Ausfüh
rungsbeispielen der Ultraschallmotor koaxial in bezug auf den
einzuschiebenden Abschnitt angeordnet ist, kann die Drehkraft
wirksam auf das Ultraschall-Vibrationselement übertragen werden
und die Ultraschall-Abtastung sehr genau durchgeführt werden.
Die Verwendung eines Ultraschallmotors als Antriebsmittel er
möglicht einen sehr kleinen Durchmesser des einzuschiebenden
Abschnittes.
Fig. 22 zeigt schematisch ein zwölftes Ausführungsbeispiel.
Hier weist der distale Endabschnitt ein hartes Spitzenteil 352
und ein Ultraschall-Vibrationsteil 354 auf. Ein Beobachtungs
teil 353 ist um die Achse des distalen Endabschnittes drehbar
im harten Spitzenteil 352 angeordnet. Das Ultraschall-Vibra
tionsteil 354 ist drehbar an der Spitze des harten Spitzentei
les 352 gelagert. Ein Vorsprung 352 a steht vom harten Spitzen
teil 352 entlang der Achse des distalen Endabschnittes vor und
das Beobachtungsteil 353 ist um die Achse des distalen Endab
schnittes drehbar auf dem Vorsprung 352 a angeordnet. Ein erster
Ultraschallmotor 356 mit einem Stator 356 a, der in dem harten
Spitzenteil angeordnet ist und einem Rotor 356 b, der in dem
Hauptkörper 355 des Beobachtungsteiles 353 angeordnet ist,
wirkt so, daß der Stator 356 a in Kontakt mit dem Rotor 356 b ge
bracht wird, so daß das Beobachtungsteil 353 dreht.
Ein rohrförmiges Teil 357 ist auf dem Vorsprung 352 des harten
Spitzenteiles 352 vorgesehen. In dem rohrförmigen Teil 357 aus
Metall sind ein Endabschnitt eines Bildleiters 358 und Linsen
359 a, 359 b, welche das optische Beobachtungssystem bilden, an
geordnet. Ein Licht abgebender Endabschnitt eines ersten Licht
leiters 360 eines Beleuchtungssystems ist um das rohrförmige
Metallteil 357 herum angeordnet. Ein Beobachtungsfenster 361
und ein Prisma 362, welche das optische Beobachtungssystem bil
den, sind im Hauptkörper 355 des Beobachtungsteiles 352 ange
ordnet, so daß ein optisches Bild eines Gegenstandes auf die
Einfalls-Endfläche 358 a des Bildleiters 358 durch das Beobach
tungsfenster 368 fokussiert ist. Als Abbildungselemente dienen
dabei das Prisma 362 und die Linsen 359 a, 359 b. Ein Lichtfen
ster 363 gehört zum optischen Beleuchtungssystem und das Aus
gabeende eines zweiten Lichtleiters 364 ist im Hauptkörper 355
des Beobachtungsteiles 352 angeordnet. Das Einfallsende des
zweiten Lichtleiters 364 ist gleitfähig um das rohrförmige Me
tallteil 354 derart angeordnet, daß das Einfallsende des Licht
leiters 364 immer zum Ausgabeende des ersten Lichtleiters 360
gerichtet ist, auch wenn der Hauptkörper 355 in bezug auf das
rohrförmige Metallteil 357 gedreht wird. Beleuchtungslicht aus
dem ersten Lichtleiter 360 kann deshalb über den zweiten Licht
leiter 364 und das Lichtfenster 363 auf den Gegenstand gerich
tet werden.
Ein Vorsprung 355 a erstreckt sich bis zu Spitze des Hauptkör
pers 355 und das Ultraschall-Vibrationsteil 354 ist um die
Achse des distalen Endabschnittes um den Vorsprung 355 a dreh
bar. Ein zweiter Ultraschallmotor 366 mit einem Stator 366 a
im Hauptkörper 355 und einem Rotor 366 b im Körper 365 des Ul
traschall-Vibrationsteiles 354 ist derart angeordnet, daß der
Stator 366 in Kontakt mit dem Rotor 366 b ist, so daß das Ul
traschall-Vibrationsteil 354 rotiert.
Ein Dämpfungsglied 367 ist mit dem Rotor 366 b des zweiten Ul
traschallmotors 366 verbunden und ihm Hauptkörper 365 des Ul
traschall-Vibrationsteiles 354 untergebracht, so daß das Ul
traschall-Vibrationsteil 354 gleitend auf dem Vorsprung 355 a
des Hauptkörpers 355 rotiert. Ein Ultraschall-Vibrationselement
368 ist auf dem Dämpfungsglied 367 so angeordnet, daß die Ul
traschallwelle in eine Richtung senkrecht zur Längsachse des
distalen Endabschnittes abgestrahlt wird.
Im ersten Ultraschallmotor 356 ist ein Stellungsdetektor vor
gesehen zum Ermitteln der Stellung des im Beobachtungsteil 353
erhaltenen optischen Bildes. Im zweiten Ultraschallmotor 356
ist ein Stellungsdetektor vorgesehen zum Ermitteln der Lage
einer vom Ultraschall-Vibrationselement 368 abgegebenen Ultra
schallwelle.
Zuführleitungen 371 a und 371 b des Ultraschall-Vibrationsele
mentes sind über Gleitringe 372 a, 372 b mit einem Übertrager 376
verbunden. Die Gleitringe sind auf einer Umfangsfläche des
Vorsprunges 355 a des Hauptkörpers 355 angeordnet. Die Ver
bindung läuft über Verbindungsdrähte 373 a, 373 b und Gleitringe
374 a, 374 b, die auf der Mantelfläches des vorspringenden Teiles
352 a des harten Spitzenteiles 352 vorgesehen sind, sowie ein
Koaxialkabel 375. Auf diese Weise ist es möglich, eine Ultra
schallwelle auf den Gegenstand zu richten, während das Ul
traschall-Vibrationselement 368 bewegt wird, wobei das Ultra
schallbild auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt wird, in
dem das vom Ultraschall-Vibrationselement 368 empfangene Echo
über einen Leiter 377 in eine Signalverarbeitungsschaltung
eingegeben wird.
Ein Oszillator 378 ist zum Antreiben des ersten Ultraschallmo
tors 356 und des zweiten Ultraschallmotors 366 vorgesehen. Ein
Ausgangssignal des Oszillators 378 wird in die Stellungsdetek
toren 379 a und 379 b eingegeben. Das Ausgangssignal des Stellungs
detektors 379 a wird an eine der Elektroden des ersten Ultra
schallmotors 356 über einen Verstärker 380 a angelegt und über
einen einstellbaren Phasenschieber 381 a ebenfalls an die ande
ren Elektroden des ersten Ultraschallmotors 356 angelegt, wobei
ein Verstärker 380 b zwischengeschaltet ist, so daß der erste
Ultraschallmotor 356 dreht. Ein Ausgangssignal einer Phasen-
Detektorelektrode des ersten Ultraschallmotors 356 wird in
einen Phasenvergleicher 382 a eingegeben und die Phasendifferenz
zwischen dem Ausgangssignal und einem an die anderen Elektroden
angelegten Signal wird durch den Phasenvergleicher 382 a ermit
telt. Entsprechend der ermittelten Phasendifferenz wird mit
Hilfe des Phasenschiebers 381 a die Phase des an die anderen
Elektroden angelegten Signals kompensiert, um die Drehgeschwin
digkeit des ersten Ultraschallmotors 356 zu steuern. Ein Aus
gangssignal des Drehstellungsdetektors wird in den Stellungs
detektor 379 a eingegeben, um die Position des optischen Bildes
zu steuern.
Signalleitungen des zweiten Ultraschallmotors 366 sind jeweils
an Gleitringe 383 a bis 383 d angeschlossen, welche entlang der
Umfangsfläches des Vorsprunges des harten Spitzenteiles 352
angeordnet sind. Die Signale werden wahlweise über die Gleit
ringe 383 a bis 383 d übermittelt. Das heißt, ein Ausgangssignal
des Stellungsdetektors 379 b wird über einen Verstärker 384 a und
den Gleitring 383 b an eine der Elektroden des zweiten Ultra
schallmotors 366 angelegt und über den einstellbaren Phasen
schieber 381 b, einen Verstärker 384 b und den Gleitring 383 c an
die anderen Elektroden des zweiten Ultraschallmotors 366 ange
legt, so daß der zweite Ultraschallmotor 366 gedreht wird. Ein
Ausgangssignal der Phasen-Detektorelektrode des zweiten Ultra
schallmotors 366 wird in einen Phasenkomparator 282 b über den
Gleitring 383 d eingegeben und eine Phasendifferenz zwischen dem
Ausgangssignal und einem an die anderen Elektroden angelegten
Signal wird in dem Phasenkomparator 282 b ermittelt. Mittels des
einstellbaren Phasenschiebers 381 b wird entsprechend der erhal
tenen Phasendifferenz die Phase des an die anderen Elektroden
angelegten Signals kompensiert, so daß die Drehgeschwindigkeit
des zweiten Ultraschallmotors 366 gesteuert wird. Ein Ausgangs
signal des Stellungsdetektors wird über den Gleitring 383 a in
die Stellungsdetektorschaltung 379 b eingegeben, um die Stellung
der Ultraschallwelle zu steuern.
Mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann ein
Ultraschallbild über einen Winkel von 360° durch Drehung des
Ultraschall-Vibrationsteiles 354 mittels des zweiten Ultra
schallmotors 366 erhalten werden.
Wird eine krankhafte Stelle mit Hilfe des 360°-Bildes in einer
Position entdeckt, die neben dem optischen Bild liegt, welches
mit dem Beobachtungsteil 353 erhalten wurde, so wird die Beo
bachtungsstellung des optischen Bildes in Richtung auf die
krankhafte Stelle verschoben wird, indem das Beobachtungsteil
353 mittels des ersten Ultraschallmotors 356 ohne Biegung des
eingeschobenen Abschnittes verschoben, d.h. ohne daß die Beo
bachtungsstellung des Ultraschallbildes verändert wird. Auf
diese Weise ist es möglich, die Ultraschallbilder und die opti
schen Bilder aufeinander abzustimmen. Da weiterhin Beleuchtungs
licht immer über die ersten und zweiten Lichtleiter 260, 264
sowie das Lichtfenster 363 auf das Objekt gerichtet werden
kann, kann immer ein gewünschter Teil des Gegenstandes optisch
genau (scharf) beobachtet werden, auch wenn die Lichtmenge
gering ist. Da beide Ultraschallmotoren 356, 366 im distalen
Endabschnitt untergebracht sind, kann der Durchmesser des
einzuschiebenden Abschnittes gering gehalten werden.
Fig. 23 zeigt ein 13. Ausführungsbeispiel, bei dem der Beobach
tungsteil 353 drehbar in bezug auf die harte Spitze 352 angeord
net ist. Die Drehung erfolgt mittels eines ersten Ultraschall
motors 356. Das Ultraschall-Vibrationsteil 354 ist drehbar in
bezug auf die harte Spitze 352 und das Beobachtungsteil 353
mittels eines zweiten Ultraschallmotors 366 angeordnet. Der
Stator 366 a des zweiten Ultraschallmotors 366 ist an einem Ende
der harten Spitze 352 angeordnet, während der Rotor 366 b auf
dem Hauptkörper 365 des Ultraschall-Vibrationsteiles 354 derart
angeordnet ist, daß der Stator 366 a in Wechselwirkung mit dem
Rotor 366 b gebracht werden kann. Ein rohrförmiges Metallstück
357 ist am Hauptkörper 355 des Beobachtungsteiles 353 ange
bracht und Linsen 359 a bis 359 e werden in dem rohrförmigen Me
tallstück 357 abgestützt. Ein von den Linsen 359 a bis 359 e
durch das Beobachtungsfenster 361 und das Prisma 362 abgebil
detes Bild wird auf die Eingangsendfläche 358 a eines Bildlei
ters 358 fokussiert, der im harten Spitzenteil 352 angeordnet
ist. Im übrigen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem gemäß
Fig. 22.
Bei dem vorstehend beschriebenen 13. Ausführungsbeispiel, wird,
ebenso wie beim zwölften Ausführungsbeispiel, bei Entdeckung
einer krankhaften Stelle mittels des Ultraschall-Schnittbildes
an einer vom optischen Bild verschiedenen Stelle (wobei das
optische Bild mit dem Beobachtungsteil 353 gewonnen wurde) die
Möglichkeit eröffnet, die Position des optischen Bildes so zu
verschieben, daß es die kranke Stelle erfaßt. Hierbei wird das
Beobachtungsteil 353 mittels des ersten Ultraschallmotors 356
gedreht, so daß die selben Vorteile wie beim zwölften Ausfüh
rungsbeispiel gegeben sind.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind Mo
difikationen möglich. So werden bei den beschriebenen Ausfüh
rungsbeispielen das Ultraschall-Vibrationselement, der Spitzen
abschnitt der optischen Einheit einschließlich des optischen
Beobachtungssystems und Beleuchtungssystems mittels der Ultra
schall-Motoren gedreht, jedoch ist es auch möglich, die Drehung
mittels eines gewöhnlichen Elektromotors auszuführen. Weiterhin
ist das Ultraschall-Vibrationselement feststehend und die Ab
tastung erfolgt durch Drehung eines Spiegels, auf den die
Ultraschallwelle trifft, mittels eines Ultraschallmotors bzw.
eines Elektromotors. Es ist aber auch möglich, in dem Beobach
tungsabschnitt beliebige optische Bilder zu erhalten, indem der
Spiegel gedreht wird. Schließlich kann auch ein Festkörper-Bild
sensor (CCD) anstelle der Bildleiter verwendet werden.
Fig. 24 zeigt schematisch ein 14. Ausführungsbeispiel einer
Meßeinrichtung. Die Fig. 25 und 26 sind Schnitte entlang den
Linien A-A′ und B-B′ gemäß Fig. 24. Bei diesem Ausführungs
beispiel ist ein Ultraschall-Vibrationselement 402 in bezug auf
die Längsachse des distalen Endabschnittes 401 drehbar gela
gert. Das Ultraschall-Vibrationselement 402 wird mittels Ultra
schallmotoren 403 und 404 gedreht, welche an beiden Seiten des
Ultraschall-Vibrationselementes 402 angeordnet sind. Der Ultra
schallmotor 403 weist einen Stator 403 a auf, der an einem
Stützteil 405 angeordnet ist und einen ringförmigen Rotor 403 b,
der auf einer Oberfläche des Ultraschall-Vibrationselementes
402 angeordnet ist. Der Ultraschallmotor 404 weist einen Stator
404 a auf, der an einem Stützteil 405 b angeordnet ist und einen
ringförmigen Rotor 404 b, der auf der anderen Seite des Ultra
schall-Vibrationselementes 402 angeordnet ist.
Ein rohrförmiges Fenster 406 ist zwischen den Stützteilen 405 a
und 405 b angeordnet. Die vom Ultraschall-Vibrationselement 402
abgestrahlte Ultraschallwelle wird senkrecht zur Längsachse des
distalen Endabschnittes 401 durch das rohrförmige Fenster 406
abgestrahlt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das Ultraschall-Vibra
tionselement 402 aus einem organischen piezoelektrischen Mate
rial, wie Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder einem Copolymer, und
eine durchgehende Öffnung 402 a ist entlang der Mittelachse,
welche mit derjenigen des distalen Endabschnittes 401 zusammen
fällt, im Ultraschall-Vibrationselement 402 ausgebildet. Wenn
das Ultraschall-Vibrationselement 402 aus organischem piezo
elektrischem Material besteht, kann leicht ein konkaver Lin
senabschnitt durch Pressung hergestellt werden und es sind kei
ne speziellen Bauteile wie akustische Linsen, Anpassungsschich
ten oder Dämpfungsglieder erforderlich. Signalleitungen 407 a
und 407 b des Ultraschall-Vibrationselementes 402 sind mit einer
Übertragungs- und Empfangsschaltung (nicht gezeigt) über einen
hohlen Drehstellungsgeber 408 verbunden. Ein Stator 408 a des
Drehstellungsgebers 408 ist auf dem Abstützteil 405 a befestigt
und der Rotor 408 b ist mittels eines Lagers 409 drehbar auf dem
Abstützteil 405 angeordnet. Ein vorgegebenes Signal wird an den
Stator 408 über die Signalleitungen 410 a und 410 b angelegt, so
daß der Rotor 408 b mit der gleichen Geschwindigkeit und in der
gleichen Richtung dreht wie das Ultraschall-Vibrationselement
402. Die Drehung der beiden Teile ist also synchron. Auf diese
Weise wird das Ultraschall-Vibrationselement 402 durch die Ul
traschallmotoren 403 und 404 gedreht und eine Ultraschallwelle
wird vom Ultraschall-Vibrationselement 402 für die Ultraschall
abtastung des Gegenstandes erzeugt, so daß ein Ultraschall-
Schnittbild erhalten wird. Signalleitungen 411 a und 411 b zum
Betreiben der Ultraschallmotoren 403 und 404 erstrecken sich
durch ein durchgehendes Loch im Drehstellungsgeber 408.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel laufen ein
Bildleiter 412, Lichtleiter 413 a und 413 b, eine Luft- und Was
serversorgungsleitung 414 und ein Zangenkanal 415 durch den
Drehstellungsgeber 408, den Ultraschallmotor 403, das durchge
hende Loch 402 a des Ultraschall-Vibrationselementes 402 und den
Ultraschallmotor 404. Die distalen Enden der genannten Teile
sind an einem Endabschnitt des Abstützteiles 405 d befestigt, so
daß ein Endoskop vom Typ mit "Geradeausbeobachtung" entsteht,
d.h. die optische Beobachtung erfolgt nach vorne (d.h. in Rich
tung der Längsachse). Das ein Beobachtungsfenster und Linsen
aufweisende optische System ist vor dem Bildleiter 412 in dem
Abstützteil 405 b befestigt und ein Beleuchtungsfenster ist
ebenfalls im Abstützteil 405 vor den Lichtleitern 413 a und 413 b
angeordnet.
Weil das Ultraschall-Vibrationselement 402 mittels der Ultra
schallmotoren 403 und 404 gedreht wird und die verschiedenen
Teile (Werkzeuge, Versorgungsleitungen etc.) des Endoskops sich
durch die Ultraschallmotoren 403, 404 und das durchgehende Loch
402 a im Ultraschall-Vibrationselement 402 erstrecken, kann ein
Endoskop mit Geradeausbeobachtung mit geringem Außendurchmesser
des einzuschiebenden Abschnittes realisiert werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden
Bildleiter verwendet. Anstelle dieser können aber auch Festkör
per-Bildsensoren eingesetzt werden. In diesem Falle erstrecken
sich die Versorgungsleitungen des Festkörper-Bildsensors durch
den Ultraschallmotor und das durchgehende Loch im Ultraschall-
Vibrationselement. Statt eines organischen piezoelektrischen
Materials für das Ultraschall-Vibrationselement kann auch ein
piezoelektrische Keramikmaterial verwendet werden.
Der Patient kann den einzuschiebenden Abschnitt leicht schluc
ken und die Betätigung des eingeschobenen Abschnittes in der
Körperhöhlung ist leicht ausführbar, da der einzuschiebende Ab
schnitt eine geringe Abmessung aufweist. Da weiterhin die
Spitze des einschiebbaren Abschnittes genau an der gewünschten
Stelle positioniert werden kann, ist eine genaue Diagnose mög
lich.
Fig. 27 zeigt einen Schnitt durch ein 15. Ausführungsbeispiel
einer Meßeinrichtung. Hier ist das Ultraschall-Vibrationsele
ment 452 an der Spitze eines distalen Endabschnittes 451 ange
ordnet und wird in bezug auf die Mittelachse des distalen End
abschnittes 451 mittels eines Ultraschallmotors 453 in Richtung
des Pfeiles A rotiert. Auf diese Weise wird eine Ultraschall
Abtastung in Richtung senkrecht zur Mittelachse durch das Fen
ster 457 hindurch ausgeführt. Der Ultraschallmotor 453 weist
einen Stator 454 auf, der im distalen Endabschnitt 451 befe
stigt ist sowie einen Rotor 455, der dem Stator 454 gegenüber
liegend an einer Stirnseite des Ultraschall-Vibrationselementes
452 befestigt ist. Wird ein bestimmtes Signal an den Stator 454
angelegt, so beginnt der Rotor 455 zu drehen, so daß sich auch
das Ultraschall-Vibrationselement 452 entsprechend dreht. Fast
der gesamte einzuschiebenden Abschnitt weist eine gewisse
Flexibilität auf und erstreckt sich bis zum einem Betriebsab
schnitt. Im distalen Endabschnitt 451 ist eine Welle 458 auf
der Mittelachse angeordnet. Ein Ende der Welle 458 ist am
Ultraschall-Vibrationselement 452 befestigt, und das andere
Ende ist gleitend in einem Stützteil 460 abgestützt. Das Stütz
teil 460 ist mit einem Innenstück 467 eines Kugellagers verbun
den, welches durch Kugeln 469 und ein feststehendes Teil 468
vervollständigt wird, welches im distalen Endabschnitt 451
angeordnet ist, so daß die Welle 458 drehbar ist. Eine Signal
leitung 470 des linearen Ultraschallmotors 461 und ein Kabel
459 des Ultraschall-Vibrationselementes 452 erstrecken sich zu
einem Betriebsabschnitt (nicht gezeigt) durch einen Gleitring,
der im Stützteil 460 angeordnet ist. Für die Welle 458 wird be
vorzugt flexibles Material verwendet, damit der distale Endab
schnitt 451 biegbar ist. Der Ultraschall-Linearmotor 461 ist um
eine Mantelfläche der Welle 458 angeordnet, so daß die Welle
458 entlang der Mittelachse des distalen Endabschnittes 451
hin- und herbewegbar ist. Hierfür weist der Ultraschall-Linear
motor 461 einen Gleiter 463 auf der Welle 458 auf und ein Sta
tor 462 ist an einem Stützteil 464 befestigt, welches drehbar
durch ein Kugellager 466 abgestützt ist, sowie ein feststehen
des Bauteil 455, welches am distalen Endabschnitt 451 derart
befestigt ist, daß der Stator 462 in Kontakt gebracht werden
kann mit dem Gleiter 463. Beginnt die Welle 458 zu drehen, so
werden der Gleiter 463 und der Stator 462 gleichzeitig gedreht,
da die Welle 458 durch das Kugellager abgestützt wird.
Zwischen dem Ultraschallmotor 443 und dem Ultraschall-Linearmo
tor 461 ist eine elastische Wand 456 angeordnet, die entlang
der Mittelachse auslenkbar ist. Die elastische Wand 456 besteht
aus elastischem Gummi mit einem Loch in der Mitte.
Bei Betätigung des Ultraschall-Linearmotors 461 nimmt deshalb
der distale Endabschnitt 451 zum einen den in Fig. 27 gezeigten
verkürzten Zustand und zum anderen den in Fig. 28 gezeigten
verlängerten Zustand ein.
Um eine dreidimensionale Ultraschall-Bildabtastung zu gewinnen,
wird zunächst der distale Endabschnitt 451 in den verkürzten
Zustand oder den verlängerten Zustand gemäß Fig. 28 gebracht.
Dann wird in dieser Stellung ein Ultraschallbild durch Drehung
des Ultraschall-Vibrationselementes 452 gewonnen. Sodann wird
die Welle 458 linear translatorisch um eine vorgegebene Weg
strecke mittels des Ultraschall-Linearmotors 461 bewegt und in
der neuen Stellung ein Ultraschallbild in gleicher Weise wie
oben erzeugt. Durch Wiederholung dieser Maßnahmen entsteht eine
Vielzahl von zweidimensionalen Bildern um die gleiche Achse
herum. Durch Verarbeitung der zweidimensionalen Bilder kann
deshalb ein dreidimensionales Bild erhalten werden.
Beim vorstehend beschriebenen 15. Ausführungsbeispiel sind Ab
änderungen möglich. Beispielsweise ist es möglich, den Ultra
schall-Linearmotor 461 im distalen Endabschnitt 451 zu befe
stigen, wenn ein Lager zwischen der Welle 458 und dem Rotor 455
des Ultraschallmotors 453 angeordnet wird. Wird weiterhin das
Ultraschall-Vibrationselement 452 nicht gedreht, so kann das
Fenster 457 entlang der Mittelachse länger ausgestaltet werden
und das Ultraschall-Vibrationselement im Fenster 457 hin- und
herbewegt werden.
Mittels der beim 15. Ausführungsbeispiel beschriebenen Bewegung
des Ultraschall-Vibrationselementes entlang der Mittelachse des
distalen Endabschnittes mittels eines Ultraschall-Linearmotores
können also eine Vielzahl von zweidimensionalen Bildern gewon
nen werden, die zu einem dreidimensionalen Ultraschallbild zu
sammengesetzt werden können.
Fig. 29 zeigt die Anordnung eines Ultraschall-Endoskops und
eines Ultraschall-Videoendoskops. Eine Meßeinrichtung 501 des
Ultraschall-Endoskops weist einen einschiebbaren Abschnitt 502,
einen Betriebsabschnitt (Handhabungsabschnitt) 503 und einen
Anschluß 504 auf. Ein distaler Endabschnitt des einschiebbaren
Abschnittes 502 weist Einrichtungen zum Erzeugen eines Ultra
schallbildes auf, wie ein Ultraschall-Rotationselement, welches
durch einen Ultraschallmotor gedreht wird, und Einrichtungen
zum Erzeugen eines optischen Bildes, wie oben beschrieben. Eine
Anzeigeeinrichtung 510 ist mit Schaltern zum Steuern des Endos
kops versehen sowie mit einem Monitor 511 zum Anzeigen des Ul
traschallbildes und vorzugsweise mit einem weiteren Monitor 512
zum Anzeigen des optischen Bildes.
Ein Ultraschall-Videoendoskop weist eine Video-Meßeinrichtung
501 einen einschiebbaren Abschnitt, einen Betriebsabschnitt
(Handhabungsabschnitt) 503 und einen universell verwendbaren
Anschluß 504 auf. Ein distaler Endabschnitt des einschiebbaren
Abschnittes 502 weist Mittel zum Erzeugen eines Ultraschallbil
des, wie ein Ultraschall-Vibrationselement auf, welches mit
einer Antriebseinrichtung verbunden ist, und einen Festkörper-
Bildsensor zum Erzeugen eines optischen Bildes. Eine Anzeige
einrichtung 510 ist mit Schaltern zum Steuern des Endoskops
versehen und weist einen Monitor 511 zum Anzeigen des Ultra
schallbildes sowie einen Monitor 512 zum Anzeigen des optischen
Bildes auf.
Fig. 30 zeigt den distalen Endabschnitt eines Ultraschall-Video
endoskops. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden zwei Ultra
schall-Vibrationselemente 521 und 522 mit unterschiedlichen
Brennweiten eingesetzt, die koaxial zueinander als Ultraschall
sende- und -empfangseinrichtungen eingesetzt sind. Die Ultra
schall-Vibrationselemente 521 und 522 werden mittels einer
Drehwelle 523 rotiert, die sich durch den einzuschiebenden Ab
schnitt 502 erstreckt und von der ein Ende mit den Ultraschall-
Vibrationselementen 521 und 522 verbunden ist.
Für die Beobachtungseinrichtung wird eine Lichtführung mit
einer Linse 523 a und ein Lichtleiterbündel 523 b verwendet sowie
eine Objektivlinse 524 am distalen Endabschnitt und ein Fest
körper-Bildsensor 525 zum Umwandeln des optischen Bildes in
elektrische Signale. Die vom Festkörper-Bildsensor 525 erzeugten
elektrischen Signale werden über ein Kabel 526 in eine Anzeige
einrichtung 510 eingegeben. Ein Ballon 527 ist um die Außenflä
che der Ultraschall-Vibrationselemente 521 und 522 herum ange
ordnet.
Fig. 31 zeigt ein Blockdiagramm einer Versorgungsschaltung für
ein Ultraschall-Videoendoskop. Das System weist eine Video-Meß
einrichtung 531 und eine Anzeigeeinrichtung 523 auf. Die Video-
Meßeinrichtung 531 weist eine Drehschaltung 533, eine Signal-
Übertragungsschaltung 534, eine Antriebsschaltung 535, einen
Festkörper-Bildsensor 536 (wie ein CCD) und eine Anzeigeein
richtung 532 auf. Die Anzeigeeinrichtung schließt einen Ultra
schall-Schaltungsteil 537 und einen Video-Schaltungsteil 538 04611 00070 552 001000280000000200012000285910450000040 0002003813298 00004 04492
ein.
In der Video-Meßeinrichtung 531 wird eine in einem Ultraschall-
Impulsgeber 543 erzeugte Ultraschallwelle auf ein Ultraschall-
Vibrationselement 542 A oder 542 B übertragen, welches mittels
eines Umschalters 541 ausgewählt wurde. Eine Ultraschallwelle
wird vom ausgewählten Ultraschall-Vibrationselement 542 A oder
542 B auf den Gegenstand gerichtet. Die dort reflektierte Ul
traschallwelle wird vom Ultraschall-Vibrationselement 542 A oder
542 B empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das
umgewandelte elektrische Signal wird mittels eines Empfangsver
stärkers 544 verstärkt und in den Ultraschall-Schaltungsteil
537 der Anzeigeeinrichtung 532 eingegeben. Ein Signalübertrager
545 besteht beispielsweise aus einem Gleitring und bewirkt, daß
die Kabel sich nicht verdrehen, auch wenn das Drehteil 533 ro
tiert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiels weist der Antriebs
teil 535 einen Ultraschallmotor 546, einen Drehungsdetektor
547, einen Phasenvergleicher 548, einen einstellbaren Phasen
schieber 549 und einen Oszillator 550 auf. Der Betrieb dieser
Elemente ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4.
In der Anzeigeeinrichtung 532 wird das vom Empfangsverstärker
544 bereitgestellte Ultraschallbild über einen Empfangsver
stärker 553 auf einem Monitor 555 angezeigt. Die Anzeige er
folgt unter Steuerung mittels einer Steuerschaltung 552 über
einen DSC 554 gemäß den Eingangssignalen einer Schalttafelsteu
erung 551. Die Betätigung des Drehteiles 533, der Signal-Über
tragungsschaltung 534 und der Antriebsschaltung 535 wird durch
die Steuerschaltung 552 gemäß einer Abtast-Steuerschaltung 559
gesteuert. Das mittels des Festkörper-Bildsensors 536 erhaltene
optische Bild wird auf dem Monitor 555 angezeigt, wozu eine
Bild-Verarbeitungsschaltung 558 dient, die von einer Video-
Steuerschaltung 556 und einer Sensor-Antriebsschaltung 557 ge
steuert wird.
Fig. 32 zeigt schematisch einen Betätigungsabschnitt eines Ul
traschall-Videoendoskops. Die Fig. 33 und 34 sind Schnitte ent
lang der Linie A-A bzw. ein Ausschnitt zur Erläuterung eines
wesentlichen Details aus Fig. 32. Bei diesem Ausführungsbei
spiel ist ein Elektromotor als Antrieb im Betätigungsabschnitt
(Handhabungsabschnitt) 562 am proximalen Ende des einzuschie
benden Abschnittes 562 der Video-Meßeinrichtung angeordnet. Ge
mäß den Fig. 32 und 33 ist ein Elektromotor 563 im Gehäuse des
Betriebsabschnittes 562 zusammen mit einer Betätigungseinrich
tung 567 angeordnet. Eine Kraftübertragung mit einem Schrägver
zahnungsgetriebe 565 a und 565 b ist zwischen der Drehwelle des
Elektromotors 563 und einer elastischen Welle 565 angeordnet,
die sich durch den einschiebbaren Abschnitt 561 erstreckt. Ein
Ende der elastischen Welle ist mit der Ultraschall-Sende- und
-Übertragungseinrichtung verbunden. Die flexible Welle 564 ist
drehbar. Ein Drehstellungsdetektor 566 ist um die elastische
Welle 564 herum angeordnet, um den Drehzustand festzustellen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann anstelle des Elektromotors
563 auch ein Ultraschallmotor verwendet werden.
Fig. 35 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des einschieb
baren Abschnittes eines Ultraschall-Videoendoskops. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist ein Ultraschall-Reflexionsspiegel 571
an der Drehwelle 523 befestigt und die Abtastung erfolgt durch
Drehung des Ultraschall-Spiegels 573 anstelle des Ultraschall-
Vibrationselementes. Das heißt, das Ultraschall-Vibrationsele
ment 572 ist am harten Spitzenteil 573 befestigt und der mit
der Drehwelle 523 verbundene Spiegel 571 ist in bezug auf die
harte Spitze 573 drehbar.
Claims (38)
1. Meßeinrichtung zur Erzeugung von Ultraschallbildern mit
- - einem einschiebbaren Abschnitt (A; 114; 201) zum Ein schieben in einen Körper, in dem eine Untersuchung durch geführt werden soll;
- - einem Sender und Empfänger (10; 123; 206) zum Senden und Empfangen von Ultraschallwellen, der am distalen Ende des einschiebbaren Abschnittes angeordnet ist, um eine Ultra schallwelle auf einen zu untersuchenden Gegenstand zu richten und eine dort reflektierte Ultraschallwelle zu em pfangen, wobei die empfangene Ultraschallwelle in ein elektrisches Signal umgewandelt wird; und
- - einer Ultraschall-Antriebseinrichtung (30; 138; 214) zum Bewegen des Ultraschallsenders und -empfängers, so daß mittels der erzeugten Ultraschallwelle eine mechanische Abtastung des zu untersuchenden Gegenstandes durchgeführt wird.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ultraschallantrieb am distalen Ende des einschiebbaren
Abschnittes angeordnet ist.
3. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ultraschallantrieb (30; 138) ein Ultraschallmotor ist
mit einem Rotor (31; 72), der mit dem Ultraschallsender und
-empfänger verbunden ist und dessen Stator (32; 71) mit einem
harten Endteil des distalen Endabschnittes des einschiebbaren
Abschnittes verbunden ist.
4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ultraschall-Vibrationselement (10) als Sender und Em
pfänger für Ultraschallwellen drehbar mit dem harten
Spitzenteil verbunden ist und daß der Rotor (31) des Ultra
schallmotors (30) mit dem Ultraschall-Vibrationselement (10)
verbunden ist.
5. Meßeinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ultraschall-Linearmotor (461) am distalen Endabschnitt
angeordnet ist und daß das Ultraschall-Vibrationselement (452)
und der Ultraschallmotor (453) integral entlang einer Drehachse
(458) des Ultraschall-Vibrationselementes mittels des Ultra
schall-Linearmotors bewegbar sind.
6. Meßeinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Welle (458), an welcher ein Halter (455) befestigt
ist, an welchem das Ultraschall-Vibrationselement (452) be
festigt ist, drehbar mittels eines Lagers (468, 469) im harten
Endteil gelagert ist, und daß die Welle oder das Lager als Ro
tor des Ultraschallmotors bzw. als Stator verwendet wird.
7. Meßeinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ein Ultra
schall-Vibrationselement (206) aufweist, welches an dem harten
Spitzenteil (202) befestigt ist, sowie einen Ultraschall-Re
flexionsspiegel (222), der drehbar im harten Spitzenteil ange
ordnet, wobei der Rotor des Ultraschallmotors (210 a, 215) mit
dem Ultraschall-Reflexionsspiegels verbunden ist.
8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor als Teil des Reflexionsspiegels ausgebildet ist.
9. Meßeinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor koaxial mit dem Stator ausgebildet ist.
10. Meßeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Betätigungsabschnitt (251) am proximalen Endes des ein
zuschiebenden Abschnittes angeordnet ist und daß der Ultra
schall-Antrieb im Betätigungsabschnitt angeordnet ist.
11. Meßeinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ultraschallantrieb eine Drehwelle (261) aufweist, die
sich im einzuschiebenden Abschnitt erstreckt und deren eines
Ende mit dem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ver
bunden ist, und einen Ultraschallmotor (280) mit einem Rotor
(268 b), der am proximalen Ende der Drehwelle befestigt ist, so
wie einen Stator (268 a), der am Gehäuse des Betätigungsabschnit
tes befestigt und mit dem Rotor in Wirkverbindung bringbar ist.
12. Meßeinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ultraschall-Vibrationselement des Senders und Empfän
gers für Ultraschallwellen drehbar in einer harten Spitze des
distalen Endabschnittes des einschiebbaren Abschnittes ange
ordnet ist und daß der Rotor des Ultraschallmotors über die
Drehwelle mit dem Ultraschall-Vibrationselement verbunden ist.
13. Meßeinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehwelle integral mit dem Rotor ausgebildet ist.
14. Meßeinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ultraschall-Vibrationselement mit einem harten Spitzen
teil am distalen Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes
befestigt ist, daß ein Ultraschall-Reflexionsspiegel (222)
drehbar in der harten Spitze (232) angeordnet ist, und daß der
Rotor des Ultraschallmotors über eine Drehwelle mit dem Ultra
schall-Reflexionsspiegel verbunden ist.
15. Meßeinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor und der Stator des Ultraschallmotors koaxial in
bezug auf die Drehwelle angeordnet sind.
16. Meßeinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittelachse des Rotors und des Stators in bezug auf die
Längsachse der Drehwelle versetzt angeordnet sind und daß eine
Einrichtung zur Kraftübertragung zwischen dem Rotor und der
Drehwelle angeordnet ist.
17. Meßeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Antriebsabschnitt zwischen dem einschiebbaren Abschnitt
und einem Betätigungsabschnitt angeordnet ist, wobei der Betä
tigungsabschnitt am proximalen Ende des einschiebbaren Ab
schnittes angeordnet ist, und daß der Ultraschallantrieb im An
triebsabschnitt angeordnet ist.
18. Meßeinrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ultraschallantrieb eine Drehwelle aufweist, die sich
durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt und deren eines
Ende mit dem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ver
bunden ist, sowie einen Elektromotor mit einem Rotor, der am
proximalen Ende der Drehwelle angeordnet ist, während ein Sta
tor am Gehäuse des Antriebsabschnittes befestigt ist.
19. Meßeinrichtung gemäß Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ultraschall-Vibrationselement drehbar in einer harten
Spitze am distalen Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes
angeordnet ist und daß der Rotor des Ultraschallmotors mit dem
Ultraschall-Vibrationselement über eine Drehwelle verbunden
ist.
20. Meßeinrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehwelle integral mit dem Rotor ausgeformt ist.
21. Meßeinrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ein Ultra
schall-Vibrationselement aufweist, welches mit einer harten
Spitze am distalen Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes
befestigt ist und einen Ultraschall-Reflexionsspiegel, der
drehbar in der harten Spitze gelagert ist, und daß der Rotor
des Ultraschallmotors mit dem Spiegel über eine Drehwelle ver
bunden ist.
22. Meßeinrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor und der Stator koaxial in bezug auf die Drehwelle
angeordnet sind.
23. Meßeinrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittelachsen des Rotors und des Stators in bezug auf
die Mittelachse der Drehwelle versetzt angeordnet sind und daß
ein Kraftübertragungsmittel zwischen dem Rotor und der Dreh
welle angeordnet ist.
24. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß Beobachtungseinrichtungen (308 b; 362, 359 a bis 359 e; 524,
525) vorgesehen sind, die ein optisches Abbild des zu untersu
chenden Gegenstandes erzeugen.
25. Meßeinrichtung nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ultraschall-Vibrationselement (402) ein durchgehendes
Loch (402 a) aufweist, durch welches sich die Beobachtungsein
richtungen erstrecken.
26. Meßeinrichtung nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Ultraschallmotor (404) zusätzlich zum ersten
Ultraschallmotor (403) vorgesehen ist und daß die Beobachtungs
einrichtung durch den zweiten Ultraschallmotor gedreht wird.
27. Meßeinrichtung nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet
daß die Beobachtungseinrichtung einen Lichtleiter (413 a, 413 b)
aufweist, der sich durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt,
eine Objektivlinse am distalen Endabschnitt und einen Bildleiter
(412), der sich ebenfalls durch den einschiebbaren Abschnitt
erstreckt.
28. Meßeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender und Empfänger für Ultraschallwellen eine Mehr
zahl von Ultraschall-Vibrationselementen (521, 522) aufweist,
die unterschiedliche Brennweiten aufweisen.
29. Ein Ultraschall-Endoskop mit einer Meßeinrichtung, die
einen einschiebbaren Abschnitt aufweist, der in einen zu unter
suchenden Körper einschiebbar ist, einen Sender und Empfänger
für Ultraschallwellen, der am distalen Ende des einschiebbaren
Abschnittes angeordnet ist, um Ultraschallwellen auf einen Ge
genstand zu richten und von diesem reflektierte Ultraschallwel
len zu empfangen, wobei die empfangenen Ultraschallwellen in
elektrische Signale umgewandelt werden, einen Ultraschallantrieb
zum Bewegen des Senders und Empfängers für Ultraschallwellen,
um eine Abtastung eines zu untersuchenden Gegenstandes mittels
Ultraschallwellen durchzuführen, und mit einer Beobachtungsein
richtung zum Erzeugen eines optischen Bildes des Gegenstandes,
welches durch den einschiebbaren Abschnitt übertragen wird,
sowie mit einer Anzeigeeinrichtung (510), in der das vom Sender
und Empfänger für Ultraschallwellen erzeugte Ultraschallbild
und das von der Beobachtungseinrichtung erzeugte optische Bild
darstellbar sind.
30. Ultraschall-Endoskop gemäß Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ultraschallantrieb einen Ultraschallmotor aufweist mit
einem Rotor, der mit dem Sender und Empfänger für Ultraschall
wellen verbunden ist und einem Stator, der an einer harten
Spitze des distalen Endabschnittes des einschiebbaren Abschnit
tes befestigt ist und mit dem Rotor in Wirkkontakt bringbar
ist.
31. Ultraschall-Endoskop gemäß Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beobachtungseinrichtung einen Lichtleiter aufweist, der
sich durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt, eine Objek
tivlinse, die im distalen Endabschnitt des einschiebbaren Ab
schnittes angeordnet ist, und einen Festkörper-Bildsensor.
32. Meßeinrichtung bzw. Ultraschall-Endoskop gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anzeigeeinrichtung (511) vorgesehen ist, mit der ein
Ultraschallbild darstellbar ist, das vom Sender und Empfänger
für Ultraschallwellen erzeugt ist.
33. Ultraschall-Videoendoskop mit
- - einer Video-Meßeinrichtung (531) mit einem einschiebbaren Abschnitt, der in einen zu untersuchenden Körper einführ bar ist;
- - einem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen, der an einem distalen Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes angeordnet ist, so daß Ultraschallwellen auf einen zu un tersuchenden Gegenstand gerichtet und von dort reflektier te Ultraschallwellen empfangen werden könen, wobei empfan gene Ultraschallwellen in ein elektrisches Signal umgewan delt werden;
- - einen Ultraschallantrieb zum Bewegen des Senders und Em pfängers und Durchführen einer mechanischen Abtastung des Gegenstandes mittels Ultraschallwellen;
- - eine Beobachtungseinrichtung mit einer Lichtleitung, die sich durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt;
- - einer Objektivlinse am distalen Endabschnitt des ein schiebbaren Abschnittes und einem Festkörper-Bildsensor; und
- - einer Anzeigeeinrichtung (532) mit Mitteln zum Darstellen eines Ultraschallbildes, welches vom Sender und Empfänger für Ultraschallwellen erzeugt wurde und Mitteln zum Dar stellen eines optischen Bildes, welches mit den Beobach tungseinrichtungen erzeugt wurde.
34. Ultraschall-Videoendoskop nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Betätigungseinrichtung am proximalen Endabschnitt des
einschiebbaren Abschnittes angeordnet ist und daß der Ultra
schallantrieb im Betätigungsabschnitt angeordnet ist.
35. Ultraschall-Videoendoskop gemäß Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ultraschallantrieb eine Drehwelle aufweist, die sich
durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt und deren eines
Ende mit dem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ver
bunden ist, einen Elektromotor im Betätigungsabschnitt und mit
Drehkraftübertragungsmitteln zwischen der Drehwelle und dem
Elektromotor.
36. Ultraschall-Videoendoskop gemäß Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ultraschallantrieb eine Drehwelle aufweist, die sich
durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt und von der ein
Ende mit dem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ver
bunden ist, einen Ultraschallmotor einschließlich eines Rotors,
der mit dem proximalen Ende der Drehwelle verbunden ist und mit
einem Stator, der am Gehäuse des Betätigungsabschnittes be
festigt ist und mit dem Rotor in Wirkverbindung bringbar ist.
37. Ultraschall-Videoendoskop gemäß Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ein Ultra
schall-Vibrationselement aufweist, das an einer harten Spitze
des distalen Endabschnittes befestigt ist sowie einen Ultra
schall-Reflexionsspiegel, der drehbar in der harten Spitze an
geordnet ist und daß ein Ende der Drehwelle mit dem Ultra
schall-Reflexionsspiegel verbunden ist.
38. Ultraschall-Videoendoskop gemäß Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von Ultraschall-Vibrationselementen mit je
weils unterschiedlichen Brennweiten vorgesehen sind.
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