DE3814324A1 - Endoskop - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein flexibles Untersuchungs­ gerät, ein sogenanntes Endoskop, wie es sowohl im indu­ striellen als auch im medizinischen Bereich eingesetzt wird und das ein im wesentliches flexibles Rohr und eine Ablenk­ einrichtung für dieses aufweist.

Endoskope, insbesondere solche mit einer im flexiblen Rohr vorgesehenen Faseroptik werden im großen Umfang eingesetzt, um die direkte Betrachtung normalerweise nicht zugängliche Stellen zu ermöglichen. Ein Anwendungsbereich hierfür ist die Medizin, wo ein solches Gerät in Form eines Urethroskops zur Untersuchung des menschlichen Harnbereichs und der Nieren verwendet wird, während beispielsweise ein Proktoskop zur Darmuntersuchung dient.

Urethroskope werden üblicherweise für verschiedene Aufgaben eingesetzt, etwa die Untersuchung verschiedener Bereiche und auch für das Entfernen von Blasen- oder Nierensteinen, die Verlagerung oder elektrohydraulische Zerstörung von Blasen­ steinen, die Durchführng von Biopsien, die Bestrahlung von Tumoren mittels Laserstrahlung u.a. Eine Untersuchung mit dem Urethroskop bedeutet, daß der Arzt das Gerät durch die Harnröhre einführt und dann in die Blase, durch einen der Harnleiter und gegebenenfalls in die Niere leitet. Dies ist üblicherweise ein zeitaufwendiges Verfahren, bei dem eine Führung entlang gekrümmter Wege und durch verschiedene Körperorgane stattfindet.

Das Endoskop hat üblicherweise einen Steuerkopf, der ein inneres Ende bildet, und ein flexibles Rohr, dessen Ende ein äußeres Ende bildet. Der Arzt betrachtet den Untersuchungs­ bereich durch ein Okular im Steuerkopf. Im allgemeinen ist ein Urethroskop mit einem oder mehreren Bündeln optischer Fasern, die Licht zum Objektivende leiten, das sich nahe dem zu untersuchenden Bereich befindet, und ein oder mehrere Bündel von Licht übertragenden Fasern ausgestattet, durch die ein Abbild des untersuchten Bereichs zurück zum Okular übertragen wird. Das Urethroskop kann ferner einen Kanal aufweisen, der eine Leitung zur Zufuhr von Waschfluid zu der zu untersuchenden Stelle bildet oder der zum Führen eines Hilfsgerätes zu dieser Stelle dient, etwa einer Biopsiezange.

Das flexible Rohr, das sich zwischen dem inneren und dem äußeren Ende des Endoskops erstreckt, weist im allgemeinen verschiedene, sich durch es hindurcherstreckende Bauteile auf. So können im Rohr ein Faserbündel, ein Arbeitskanal und Steuerdrähte für das äußere Ende vorhanden sein. Ferner kann das Rohr unterschiedliche Querschnittsformen haben, wie dies beispielsweise aus den US-Patentschriften 19 58 656, 21 20 996, 33 68 552, 37 92 701 und 39 18 438 bekannt ist. Der Steuerkopf eines flexiblen Urethroskops hat im allge­ meinen mehrere Aufgaben, einschließlich die Aufnahme der optischen Okularanordnung, die Bildung eines Eingangs für einen Lichtträger von einer Lichtquelle, die Aufnahme des Ablenkungssteuersystems zur Bewegung und Steuerung des äuße­ ren Endes des Rohres und die Bildung eines Einganges für Werkzeuge und Fluide, die in den Steuerkopf eintreten und durch den Arbeitskanal bzw. die Arbeitsleitung zum Objektiv­ ende transportiert werden.

Ein ablenkbares, flexibles Untersuchungsgerät ist in der US-PS 45 30 568 beschrieben. Bei diesem dienen Rippen oder Wirbel zur Bildung einer begrenzten Flexibilität und einer ausreichenden Steifigkeit für den ablenkbaren Teil. Ein Gerät mit Rippen hat jedoch eine verhältnismäßig hochliegende Untergrenze für die Abmessungen des Querschnittes. Ferner benötigt ein Gerät mit einer rippenförmigen Anordnung am Rohr eine die faseroptischen Bündel und die Steuerkabel umgebende Schutzumhüllung, wodurch die Größe des Querschnittes des Rohres weiter erhöht wird.

Es hat sich gezeigt, daß die Querschnittsabmessungen der Rohre heutiger Untersuchungsgeräte der interessierenden Art häufig zu groß sind, um in Hohlräume oder Kanäle einzutreten bzw. durch diese geführt zu werden, um zum Untersuchungsbe­ reich zu gelangen, wobei die großen Abmessungen auch den Zeitaufwand zum Erreichen des Untersuchungsbereiches erhöhen und bei medizinischen Anwendungen überhaupt nur durch Ballon­ aufweitung der Kanäle eingeführt werden können.

Selbstverständlich ergeben sich dadurch im medizinischen Anwendungsbereich Belastungen des Patienten und Komplika­ tionsrisiken.

Demgegenüber besitzen zur Zeit vorhandene Geräte mit aus­ reichend kleinem Querschnitt des flexiblen Rohres im all­ gemeinen keine Ablenkmöglichkeit für das äußere Ende des Rohres, um sie entlang gekrümmter Bahnen zu bewegen, und darüber hinaus haben derartige Rohre keine ausreichende Festigkeit gegen Verdrillung.

Zur Beseitigung der vorstehenden Nachteile wird ein Endoskop mit einem Rohr gemäß Anspruch 1 bzw. ein Endoskop durch die Merkmale des Anspruchs 12 ausgestaltet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Endoskop.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Röhre des Endoskops aus Fig. 1 entlang der Linie 2-2.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Kern und die Federumhüllung zur Verwendung im Rohr des Endoskops gemäß Fig. 1 vor der Montage des Rohres.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den äußeren End­ bereich des Endoskops gemäß Fig. 1.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Objektivkopfanordnung entlang der Linie 5-5 aus Fig. 4.

Fig. 6A zeigt in perspektivischer Darstellung das äußere Ende des Endoskops aus Fig. 1 mit einer durch eine am äußeren Ende vorgesehene Druckfeder erzeugten Abknickung.

Fig. 6B zeigt in perspektivischer Darstellung den äußeren Endbereich des Rohres gemäß Fig. 6A in im wesent­ lichen geradliniger Ausrichtung.

Fig. 6C zeigt in perspektivischer Darstellung den äußeren Endbereich des Rohres aus Fig. 6B mit einer Ablen­ kung, die durch ein Spannelement erzeugt ist.

Fig. 7 zeigt in einem Teilschnitt den vorderen Bereich des Steuerkopfes des Endoskops gemäß Fig. 1.

Fig. 8 zeigt schematisch eine menschliche Niere mit in sie eingeführtem äußeren Ende des Endoskops aus Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Endoskop 2 ist ein Urethroskop zur Untersuchung des menschlichen Körpers und insbesondere des Harn- und Nierenbereichs. Das Urethroskop hat einen Steuerkopf 4 mit Gehäuse 26, einen Objektivkopf 6 und ein flexibles Rohr 8, das den Steuerkopf 4 mit dem Objektivkopf 6 verbindet.

Das flexible Rohr 8 ist in der Lage, den Objektivkopf 8 zur Untersuchungsstelle zu bewegen, und bildet ferner einen rohrförmigen Kanal bzw. eine rohrförmige Leitung 32 (nicht dargestellt) für längliche Elemente, die sich von der Eingangsöffnung 99 des Steuerkopfes 4 zum Objektivkopf 6 erstrecken. Das flexible Rohr 8 enthält einen verhältnismäßig kurzen äußeren Ablenkabschnitt 12, der mit dem Objektivkopf 6 verbunden ist, und einen längeren flexiblen Abschnitt 16 zwischen dem Ablenkabschnitt 12 und dem Steuerkopf 4. Wie später beschrieben werden wird, ist der Ablenkabschnitt 12 über eine Ablenksteuerung 17 vom Steuerkopf 4 aus einstell­ bar, um den Objektivkopf 6 über den gesamten Bereich einer Körperhöhlung, die untersucht werden soll, zu bewegen. Zu diesem Zweck hat der Ablenkabschnitt 12 eine hohe Flexi­ bilität. Der flexible Abschnitt 14 kann jedoch weniger flexibel sein, da er sich lediglich ausreichend verformen muß, um den Konturen des Kanals oder Traktes zu folgen, der zum Untersuchungsbereich führt.

Zur Betrachtung des zu untersuchenden Bereiches weist das dargestellte Urethroskop ein optisches System mit einem äußeren Lichtträger oder einem Bündel Lichtleitfasern 18 auf, um Licht von einem Lampenkasten bzw. einer Lichtquelle 16 zur Beleuchtung des Untersuchungsbereiches zu übertragen. Der Lichtträger 18 ist durch einen Anschluß 20 mit dem Lampen­ kasten 16 verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Lichtträger 18 einen Anschluß 21 zum Steuerkopf, durch den er mit einer drehbaren Kombination aus Lichtsäu­ len-/Belüftungsventilanordnung 22 des Steuerkopfes 4 verbun­ den ist. Ein nicht dargestellter erster Lichtträger 44 befindet sich im Gerät 2 und empfängt Licht vom äußeren Lichtträger 18 an der Lichtsäulen-/Belüftungsventilanordnung 22. Der erste innere Lichtträger 44 erstreckt sich durch den Steuerkopf 4 und das flexible Rohr 8 (Fig. 2) zum Objektiv­ kopf 6. Der Lichtträger 44 liefert Licht zur Beleuchtung des Untersuchungsbereiches. Eine vom beleuchteten Bereich empfan­ gene Abbildung wird über einen zweiten inneren Lichtträger 46 und ein entsprechendes optisches System (nicht dargestellt) zu einer Okularanordnung 10 übertragen. Mittels der Okular­ anordnung 10 kann der Arzt oder der Kliniker den Unter­ suchungsbereich betrachten und der Bewegung des äußeren Endes des flexiblen Rohres bezüglich dem Untersuchungsbereich folgen. Eine Leitung oder ein Arbeitskanal 32 erstreckt sich vom Steuerkopf 4 durch das flexible Rohr 8 und weist am Objektivkopf 6 ein offenes Ende auf. Die Leitung 32 ist durch eine Einlaßöffnung 99 zugänglich, die an einem drehbaren Einführblock 24 des Steuerkopfes 4 ausgebildet ist.

Gemäß dem in Fig. 2 im Schnitt gezeigten Aufbau hat das Rohr 8 einen einzigen Kern 28 aus flexiblem Material, der auch als Mehrfachleuchtkern bezeichnet wird. Vorzugsweise besteht der Kern 28 aus einem extrudierten, polymeren Mate­ rial, etwa Polyurethan. Zu seiner Herstellung können jedoch auch andere geeignete flexible und elastische Materialien verwendet werden. Der Kern 28 erstreckt sich im wesentlichen zwischen dem Steuerkopf 4 und dem Objektivkopf 6. Obwohl er flexibel und elastisch ist, hat er eine ausreichende Steifig­ keit, um eine Längsachse für eine flexible Halterung des Rohres 8 zu bilden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich im Kern 28 vier Leitungen oder Kanäle, nämlich eine Ablenklei­ tung 30, eine Arbeitsleitung 32 und zwei faseroptische Lei­ tungen 34 und 36, die sich von einem dem Steuerkopf 4 benachbarten ersten Ende 37 (Fig. 3) des Kerns 28 zu einem dem Objektivkopf 6 benachbarten zweiten Ende 38 (Fig. 3) des Kerns 28 erstrecken. Die Leitungen 30, 32, 34, 36 verlaufen im wesentlichen durchgehend zwischen den beiden Enden 37 und 38 des Kerns 28. Ihre Verläufe können entweder geradlinig, gekrümmt oder sogar gemäß einem speziellen Kurvenmuster sein. Die Ablenkleitung 30 dient zur Aufnahme einer Ablenkeinrich­ tung. In der Ablenkleitung 30 befindet sich ein Ablenkele­ ment 40, etwa ein Kabel oder ein Draht, das koaxial innerhalb einer Federumhüllung 64 befestigt ist. Der Betrieb der Ablenkeinrichtung wird nachstehend im einzelnen beschrieben.

Die Arbeitsleitung 32 bildet einen Zugangskanal für das Instrument 2 und ist am ersten Ende 37 des Kerns mit seinem einen Ende mit der Eintrittsöffnung 99 des drehbaren Ein­ führblockes 24 (Fig. 3) und am zweiten Ende 38 des Kerns 28 mit einem Arbeitskanal 58 im Objektivkopf 6 (Fig. 4) verbun­ den. Die Arbeitsleitung 32 des Kerns 28 ermöglicht somit den Durchtritt von am Steuerkopf 4 zugeführten Fluiden und Instrumenten durch das flexible Rohr 8 und den Objektivkopf 6 in den Untersuchungsbereich.

Die beiden faseroptischen Leitungen 34 und 36 nehmen die beiden Lichtträger oder Bündel von Lichtleitfasern 44 und 46 auf. Wie vorstehend erwähnt, wird dem ersten Lichtträger 44 an der Lichtsäulen-/Belüftungsventilanordnung 22 Licht vom äußeren Lichtträger 18 zugeführt, und der erste Lichtträ­ ger 44 erstreckt sich durch den Steuerkopf 4 und die Lei­ tung 34 des Kerns 28 zum Objektivkopf 6. Dadurch kann der Lichtträger 44 Licht zur Beleuchtung des Untersuchungsberei­ ches liefern. Ein Abbild des vom optischen System (nicht dargestellt) beleuchteten Untersuchungsbereichs wird durch den zweiten Lichtträger 46 zur Okularanordnung 10 übertragen. Der zweite Lichtträger 46 erstreckt sich vom Objektivkopf 6 durch die Leitung 36 und den Steuerkopf 4 zur Okularanord­ nung 10. Vorzugsweise können sich die Lichtträger 44 und 46 im wesentlichen frei innerhalb der Leitungen 34 und 36 bewegen, und da der Kern 28 aus flexiblem Material besteht, können die Lichtträger ohne zusätzliche Schutzumhüllung von den Leitungen 34 und 36 aufgenommen werden. Dadurch läßt sich der Querschnitt des Rohres 8 verringern.

Obwohl in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Kern 28 vier innere Leitungen aufweist, können in anderen Ausfüh­ rungsbeispielen mehr oder weniger Leitungen vorhanden sein, wobei gegebenenfalls zusätzliche Leitungen außerhalb des Kerns 28 angeordnet werden.

Wie in Fig. 2 gezeigt, hat der Kern 28 eine äußere Ab­ deckung 66, die in diesem Fall eine Drahtgeflechtumhüllung 67 mit einer zusätzlichen Abdeckung 69 aus polymerem Material aufweist. Das Drahtgeflecht 67 kann aus irgendeinem geeigne­ ten Material, etwa rostfreiem Stahl bestehen und hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zusammen mit der Abdeckung 69 verschiedene Aufgaben bezüglich des Rohres 8. So stabilisiert die Drahtgeflechtumhüllung 67 das Rohr gegen Verdrillung, um eine Ausrichtung zwischen Steuerkopf 4 und Objektivkopf 6 aufrechtzuerhalten, wenn das Gerät gedreht werden muß oder wenn während des Einführens zum Untersuchungsbereich eine Verdrehung vorgenommen werden muß oder wenn der Objektiv­ kopf 6 nach Erreichen des Untersuchungsbereiches zur richti­ gen Ablenkung bzw. Umlenkung des äußeren Endes verdreht werden muß. Ferner ergibt die zusätzliche Abdeckung 69 aus polymerem Material eine glatte Oberfläche für das Durchführen durch Kanäle, etwa im menschlichen Körper. Darüber hinaus schützt sie den flexiblen Kern 28 gegen äußere Beschädigung, die im normalen Gebrauch und bei der Aufbewahrung des Gerätes auftreten können. Weiterhin kann das Drahtgeflecht 67 mit dem Kern 28 verbunden werden, um die Festigkeit über die Länge des Rohres 8 zu erhöhen.

Die Drahtgeflechtumhüllung 67 kann mit dem Kern 28 beispiels­ weise verklebt sein. Um während der Ablenkung oder Umlenkung des äußeren Endes eine Beeinträchtigung durch das Drahtge­ flecht 67 zu vermeiden, ist das Drahtgeflecht 67 benachbart zum äußeren Ende des Rohres 8, etwa im Abschnitt D gemäß Fig. 3 nicht mit dem Kern 28 verklebt oder auf andere Weise verbunden. Da das Drahtgeflecht 67 wahlweise mit dem Kern 28 verbunden ist, kann die polymere Abdeckung 69 auch zumindest teilweise die Flexibilität des Rohres 28 begrenzen. Diese verringerte Flexibilität beeinträchtigt jedoch weder den äußeren Bereich des Gerätes 2 noch die Möglichkeit, das Gerät durch gekrümmte Kanäle zu bewegen. Die Verbindung des Drahtgeflechtes 67 mit dem Kern 28 versteift das Rohr 8, um diesem zusätzliche Biegesteifigkeit zu geben, wodurch das Einführen zu einem Untersuchungsbereich erleichtert und das Knicken vermieden wird. Ferner kann die äußere Abdeckung 69 eine getrennte Abdeckung enthalten, die mit dem Drahtge­ flecht 67 verbunden oder über dieses gespannt ist, oder die äußere Abdeckung 69 kann auf das Drahtgeflecht aufgesprüht sein. Darüber hinaus kann irgendeine Art von Abdeckung oder Stabilisiereinrichtung für den Kern 28 vorgesehen sein, oder der Kern 28 kann ohne eine Abdeckung 66 eingesetzt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Rohr 8 einen Rohrumfang von etwa 10 French oder einen Durchmesser von etwa 0,08 mm (3,33 Mils).

In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 ist der Kern 28 mit der eingesetzten Federumhüllung 64 vor der Montage des gesamten Gerätes 2 dargestellt. Die Federumhüllung 64 befin­ det sich in der Leitung 30 und besteht im allgemeinen aus einem Teil, etwa einem Draht, der schrauben- oder wendelför­ mig ausgebildet ist, um eine einzige flexible rohrförmige Struktur zu ergeben. Die Federumhüllung 64 kann aus irgend­ einem geeigneten Material bestehen, wird jedoch vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt. Sie hat in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel zwei Arten von Abschnitten, nämlich einen vorderen, äußeren Federabschnitt A und einen Umhüllungsab­ schnitt, der den übrigen Teil der Federumhüllung 64 bildet. Der Umhüllungsabschnitt enthält eng nebeneinanderliegende Drahtbereiche, die sich in diesem Ausführungsbeispiel berüh­ ren. Der Federabschnitt A weist Drahtbereiche auf, die im Verlauf der Schrauben- oder Wendelform im Abstand voneinander liegen. Der Abstand zwischen benachbarten Bereichen erzeugt Federeigenschaften im Abschnitt A, so daß dieser Abschnitt wie eine Feder wirkt. Der Abschnitt A kann entweder in der dargestellten Form hergestellt oder nachträglich verformt werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Federumhüllung 64 aus zwei getrennten Teilen bestehen, einem Federteil und einem Umhüllungsteil, die im Kern 28 mit ihren Enden aneinander liegen und mit dem Kern verbunden sind, wobei der Federabschnitt verhältnismäßig frei gegenüber dem Kern 28 gehalten ist.

Die Federumhüllung 64 kann in der Ablenkleitung 30 auf irgendeine Art gehaltert sein, ist jedoch vorzugsweise mit dem Kern 28 verklebt. Dabei kann die Federumhüllung 64 im Abschnitt B mit dem Kern 28 verklebt sein, so daß sich der Abschnitt A ohne direkte Beeinträchtigung durch die Verkle­ bung im wesentlichen frei ausdehnen und zusammenziehen kann. Wie dargestellt, erstreckt sich vor der Montage ein Teil des Abschnittes A über das zweite Ende 38 des Kerns 28 hinaus, und ferner erstreckt sich ein zweiter Abschnitt C der Federumhüllung 64 über das Ende 37 des Kerns 28 hinaus.

In Fig. 4 ist ein Teil des äußeren Endbereichs des Gerätes 2 aus Fig. 1 dargestellt. Wie zu erkennen ist, weist der äußere Endbereich den Objektivkopf 6, eine Objektivkopfspit­ ze 48, eine Arbeitsleitungsbuchse 50, eine Ablenkleitungs­ buchse 52, einen Ablenkkragen 72 sowie einen Teil des Kerns 28, des Drahtgeflechts 67 und der polymeren Abdeckung 69 auf. Ein erstes Ende 54 des Objektivkopfes 6 liegt am zweiten Ende 38 des Kerns 28 an. Der Querschnitt des Objektivkopfes (Fig. 5) ist im wesentlichen symmetrisch zum Querschnitt des Kerns 28, so daß das erste Ende 54 des Objektivkopfes 6 und das zweite Ende 38 des Kerns 28 zueinander ausgerichtet werden können. Wie in Fig. 5 dargestellt, hat der Objektiv­ kopf 6 vier Kanäle, nämlich einen Ablenkkanal 56, einen Arbeitskanal 58 und zwei faseroptische Kanäle 60 und 62. Die Kanäle 56, 58, 60 und 62 des Objektivkopfes sind in ihrer Größe und Anordnung an die Leitungen des Kerns 28 angepaßt. Somit lassen sich der Kern 28 und der Objektivkopf 6 so verbinden, daß die Ablenkleitung 30 mit dem Ablenkkanal 56, die Arbeitsleitung 32 mit dem Arbeitskanal 58 und die faser­ optischen Leitungen 34 und 36 mit den faseroptischen Kanä­ len 60 und 62 fluchten.

Die Arbeitsleitungsbuchse 50 (Fig. 4) unterstützt die Aus­ richtung der Arbeitsleitung 32 im Kern 28 und des Arbeits­ kanals 58 im Objektivkopf 6 sowie die Aufrechterhaltung dieser Ausrichtung. Entsprechend unterstützt die Ablenklei­ tungsbuchse 52 die Ausrichtung von Ablenkleitung 30 im Kern 28 und Ablenkkanal 56 im Objektivkopf 6 sowie die Aufrechterhaltung dieser Ausrichtung. Ferner drückt die Ablenkleitungsbuchse 52 den Abschnitt A der Federumhüllung 64 zwischen dem Abschnitt B (Fig. 3) und einem ersten Ende 51 der Ablenkleitungsbuchse 52 zusammen. Die sich dadurch erge­ bende, vom Abschnitt A erzeugte Kompressionskraft wird im wesentlichen entlang der Längsachse der Ablenkleitung 30 ausgerichtet, die gegenüber der Längsachse des Kerns 28 um die Strecke F versetzt ist. Obwohl das Drahtgeflecht 67 nicht an dem mit D bezeichneten Abschnitt (Fig. 3) des Kerns 28 angebracht ist, ist sie mit dem übrigen Teil des Kerns 28 und dem Objektivkopf 6 verbunden. Dadurch kann das Drahtge­ flecht 67 eine Trennung des Kerns 28 und des Objektivkopfes 6 durch den zusammengedrückten Federabschnitt A der Federumhül­ lung 64 verhindern. Es ist auch möglich, als Ersatz für den oder zusätzlich zum Federabschnitt A der Federumhüllung 64 im äußeren Endbereich eine getrennte Feder vorzusehen.

Die Federumhüllung 64 wird im allgemeinen so hergestellt, daß sie innerhalb ihres rohrförmigen Aufbaus einen mittleren Durchlaß 65 hat, der ein Steuerkabel der -draht 40 aufnehmen kann. Das Kabel 40 ist mit einem nicht dargestellten ersten Ende mit der Ablenksteuerung 17 (Fig. 1) im Steuerkopf 4 verbunden und verläuft von diesem durch den mittleren Durchlaß 65 der Federumhüllung 64 in der Leitung 30 zum Objektivkopf 6. Das Kabel 40 tritt durch die Ablenkleitungs­ buchse 52 und durch den Ablenkkanal 56 im Objektivkopf 6 in einen Schlitz 68 im Objetivkopf 6 ein, um ein zweites Ende 70 bilden. Der Ablenkbund 72 ist am zweiten Ende 70 des Ka­ bels 40 befestigt und liegt an einem Anschlag 74 im Schlitz 68 an. Die Ablenkleitungsbuchse 52 liegt mit ihrem ersten Ende 51 am zweiten Ende 96 der Federumhüllung 64 und mit ihrem zweiten Ende 53 an einer Fläche 75 des Objektiv­ kopfes 6 an.

In Fig. 7 ist ein Teilschnitt durch den vorderen Bereich des Steuerkopfes 4 aus Fig. 1 gezeigt. In diesem Ausführungs­ beispiel ist das erste Ende 37 des Kerns 28 in einer Rohrendbuchse 82 befestigt. Das Verbindungsstück 80 hat einen Hals 81, mit dem das in Fig. 7 nicht gezeigte Drahtge­ flecht 67 verbunden ist. Das Verbindungsstück 80 ist an der Rohrendbuchse 82 befestigt, die mit einem am Gehäuse 26 angebrachten Trägerteil 86 verbunden ist. Ein Adapterrohr 84 für die Arbeitsleitung erstreckt sich durch das Trägerteil 88 und verbindet den drehbaren Einführblock 24 mit der Arbeits­ leitung 32 im Kern 28. Die beiden Bündel aus Lichtleitfasern 64 und 46 verlaufen durch das Trägerteil 86 und in die jeweilige Leitung 34 und 36 im Kern 28. In der Rohrend­ buchse 82 sitzt benachbart zum ersten Ende 37 des Kerns 28 ein Klebstofformteil 39, das die richtige Verbindung des Kerns 28 mit den Lichtleitfaserbündeln 44 und 46, der Umhül­ lung 64 und dem Adapterrohr 84 sowie das Verkleben des ersten Endes 37 des Kerns 28 mit der Rohrendbuchse 82 ermöglicht.

Die Federumhüllung 64 und das Steuerkabel 40 erstrecken sich durch das erste Ende 37 des Kerns 28 und durch einen Bereich des Trägerteils 86. Das Kabel 40 setzt sich bis zur nicht dargestellten Ablenksteuerung 17 fort, während die Federum­ hüllung 64 an einem ersten Ende 94 endet. Am ersten Ende 94 ist die Federumhüllung 64 mittels einer Lötverbindung 92 mit dem Kabel 40 verbunden. An einer vorgegebenen Stelle der Federumhüllung 64 befindet sich eine Anschlagbuchse 90, die an der Außenseite der Federumhüllung 64, jedoch nicht am Kabel 40 befestigt ist und die an einer mit dem Trägerteil 86 verbundenen Anschlagmutter 88 anliegt. Das Kabel 40 und ein Bereich G der Federumhüllung 64 erstrecken sich durch die Anschlagmutter 88. Die Anschlagmutter 88 und die Anschlag­ buchse 90 verhindern jede weitere Vorschubbewegung der Feder­ umhüllung 64 durch die Anschlagmutter 88.

Die Montage des Ablenksystems des Gerätes 2 wird im folgenden anhand der Fig. 4 und 7 beschrieben. Die Federumhüllung 64 wird in der Ablenkleitung 30 des Kerns 28 befestigt, und das Steuerkabel 40 wird durch den Mitteldurchlaß 65 der Federum­ hüllung 64 geführt. Der Objektivkopf 6, die Ablenkleitungs­ buchse 52 und die Arbeitsleitungsbuchse 50 werden auf das zweite Ende 38 des Kerns 28 aufgesetzt, so daß die Buchsen 50 und 52 mit dem Kern 28 und dem Objektivkopf 6 fluchten, und in dieser fluchtenden Stellung gehalten werden. Die Ablenk­ leitungsbuchse 52, die mit ihrem ersten Ende 51 benachbart zum zweiten Ende 96 der Federumhüllung und mit ihrem zweiten Ende 53 benachbart zur Ablenkbuchsenfläche 75 im Objektiv­ kopf 6 liegt, drückt den Abschnitt A der Federumhüllung 64 zusammen. Da dieser sich auszudehnen versucht, übt er eine Kraft auf den Abschnitt B der Federumhüllung 64, die mit dem Kern 28 verbunden, etwa verklebt ist, sowie auf das erste Ende 51 der Ablenkleitungsbuchse 52 aus. Der Bund 72 ist am äußeren Ende des Kabels 40 befestigt und in den Schlitz 68 des Objektivkopfes 6 eingesetzt. Das Drahtgeflecht 67 und die Spitze 48 werden miteinander durch Lötung verbunden und dann im Objektivkopf 6 untergebracht, so daß das Drahtgeflecht 67 gegebenenfalls ebenfalls mit dem Kern 28 verbunden ist. Die Abdeckung 66, die eine Ablenkung oder Umlenkung des äußeren Endes gestattet, verhindert, daß sich der Abschnitt A der Federumhüllung 64 vom Objektivkopf 6 und vom Kern 28 trennt.

Die Federumhüllung 64 und das Kabel 40, die sich über das erste Ende 37 des Kerns 28 erstrecken, werden mit dem Steuerkopf 4 verbunden. Sie verlaufen durch die Anschlag­ mutter 88 des Trägerteils 86, und die Anschlagbuchse 90 wird in vorgegebener Stellung auf der Federumhüllung 64 befestigt. Die Federumhüllung 64 wird durch die Anschlagmutter 88 gezo­ gen, bis die Anschlagbuchse 90 an der Anschlagmutter 88 anliegt und dadurch eine weitere Bewegung der Federumhül­ lung 64 durch die Anschlagmutter 88 verhindert wird. Durch Einstellung der Anschlagmutter 88 kann die Lage der Anschlag­ buchse 90 eingestellt werden. Die Anschlagmutter 88 kann zur Bewegung ihrer Fläche, mit der die Anschlagbuchse 90 in Berührung steht, im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden. Das erste Ende 94 der Federumhüllung 64 wird dann am Kabel 40 befestigt, und das erste Ende des Kabels 40 wird mit der Ablenksteuerung 17 (nicht gezeigt) verbunden.

Bevor das Kabel 40 gespannt wird, bewirkt der Abschnitt A der Federumhüllung 64 eine Ablenkung des äußeren Endes des Gerätes 2. Bei dieser Vorspannungs-Ablenkung kommen im we­ sentlichen vier Faktoren zum Tragen. Der Objektivkopf 6 und der Kern 28 sind zur Vermeidung ihrer Trennung miteinander verbunden. Der zusammengedrückte Abschnitt A der Federumhül­ lung 64, der sich nahe dem äußeren Ende befindet, hat eine Neigung sich auszudehnen. Der sich nahe dem äußeren Ende befindende, zusammengedrückte Abschnitt A ist bezüglich der Längsachse des Kerns 28 versetzt. Der Kern 28 besteht aus elastischem und flexiblem Material, das elastisch verformbar ist. Somit wird das äußere Ende des Gerätes 2 in eine gekrümmte Stellung gemäß Fig. 6A abgelenkt bzw. umgebogen.

Die in Fig. 6A gezeigte Ablenkung des äußeren Endes wird durch eine ungleichmäßige Querschnittsverformung des Kerns 28 bei Dehnung des Abschnittes A der Federumhüllung 64 verur­ sacht. Das Material des Kerns 28 wird im Bereich näher zur Ablenkleitung 30 stärker verformt als das Material an der gegenüberliegenden Seite der Längsachse des Kerns 28. Dies hat seine Ursache darin, daß die vom Abschnitt A aufgebrachte Kraft bezüglich der Längsachse des Kerns 28 versetzt ist, und diese versetzte Kraft nimmt in ihrer Größe proportional mit dem Abstand von ihrer Wirkungslinie ab. Dadurch wird das äußere Ende abgelenkt bzw. umgebogen. Der Grad der Ablenkung ist im wesentlichen von solchen Faktoren wie Größe der potentiellen Energie des zusammengedrückten Abschnittes A, Länge des zusammengedrückten Abschnittes A, Größe der Ver­ setzung F, Durchmesser des Kerns 28 und Grad der Flexibilität des Materials des Kerns 28 abhängig.

Es ist ohne weiteres erkennbar, daß die gekrümmte Lage des äußeren Endes, wie sie in Fig. 6A gezeigt ist, nicht sehr praktisch beim Einführen des Gerätes 2 durch verhältnismäßig enge Kanäle ist. Daher wird das äußere Ende vorzugsweise in einer Lage gehalten, wie sie in Fig. 6B dargestellt ist, also in einer Lage, in der das äußere Ende sich im wesent­ lichen geradlinig erstreckt. Um das äußere Ende aus der Stellung gemäß Fig. 6A zu bewegen, wird die Ablenksteu­ erung 17 vom Arzt betätigt, um dadurch am Kabel 40 zu ziehen.

Wenn die Bedienungsperson die Ablenksteuerung 17 zum Ziehen des Kabels 40 betätigt, wird die Länge des Kabels zwischen dem Objektivkopf 6 und dem Steuerkopf 4 verkürzt, und das Kabel 40 übt eine dem Abschnitt A entgegengesetzte, jedoch nicht unbedingt gleich große Kraft auf das äußere Ende des Gerätes aus. Diese Kraft wird dadurch erzeugt, daß der Zug auf das Kabel 40 von diesem über den am zweiten Ende 70 des Kabels befestigten und am Anschlag 74 im Schlitz 68 des Objektivkopfes 6 anliegenden Bund 72 übertragen wird. Die auf den Objektivkopf 6 übertragene Kraft wird auch auf die Ablenkleitungsbuchse 52 übertragen, da deren zweites Ende 53 an der Fläche 75 anliegt. Somit erfolgt eine Übertragung der vom Kabel 40 ausgeübten Kraft durch den anliegenden Objektiv­ kopf 6 auf den Kern 28 und durch die anliegende Ablenklei­ tungsbuchse 52 auf den Abschnitt A der Federumhüllung 64. Die Größe der gesteuerten Ablenkung des äußeren Endes wird durch die Größe des Zuges am Kabel 40 bestimmt, und diese Größe kann mittels der im Steuerkopf 4 vorhandenen Ablenk­ steuerung 17 verändert werden. Wird auf den äußeren Endbe­ reich des Kabels 40 keine Zugspannng ausgeübt, ist der äußere Endbereich in der in Fig. 6A angedeuteten Weise abgelenkt bzw. umgebogen. Wenn die Zugspannung auf das Kabel 40 im wesentlichen gleich der Kraft des Abschnittes A der Federum­ hüllung 64 ist, ergibt sich ein im wesentlichen geradliniger oder unabgelenkter Endbereich, wie er in Fig. 6B angedeutet ist. Eine Vergrößerung der Zugspannung am Kabel 40 über die Größe der Kraft des Abschnittes A der Federumhüllung 64 hinaus bewirkt eine Verformung des flexiblen Materials des Kerns 28, und der äußere Endbereich gelangt in eine Form, wie sie in Fig. 6C zu erkennen ist.

Zur zusätzlichen Erläuterung der Ablenkung gemäß Fig. 6C sei erwähnt, daß beim Aufbringen einer Kraft auf das Kabel 40, die größer ist als die Kraft des Abschnittes A der Federum­ hüllung 64, der Objektivkopf 6 und die Ablenkleitungsbuch­ se 52 das Material im Kern 28 und den Abschnitt A zusammen­ drücken. Da das Material des Kerns 28 flexibel und elastisch ist, verformt die vom Kabel 40 über den Objektivkopf 6 ausgeübte Kraft den Kern 28 elastisch. Weil das Kabel 40 um die Strecke F bezüglich der Längsachse des Kerns 28 versetzt ist, ergibt sich eine ungleichmäßige Querschnittsverformung des Kerns, wobei die versetzte Kraft den Kern 28 im Bereich nahe der Ablenkleitung 30 stärker und an der gegenüberliegen­ den Seite der Längsachse des Kerns 28 geringfügiger verformt. Dabei kann an der dem Ablenkkanal 30 gegenüberliegenden Seite des Kerns eine Zugspannung auftreten. Vorzugsweise kann das äußere Ende des Gerätes auf diese Weise um 180° abgelenkt bzw. umgebogen werden, wobei der Grad der Ablenkung von der auf das Kabel 40 ausgeübten Zugkraft abhängt.

Wenn auf das Kabel 40 mittels der Ablenksteuerung 17 Zug ausgeübt wird, wird auch das erste Ende 94 der Federum­ hüllung 64 wegen der Lötverbindung 92 zusammen mit dem Kabel 40 gezogen. Die sich vor der Anschlagbuchse 90 be­ findende Federumhüllung 64 bewegt sich jedoch nicht, weil eine Anschlagberührung zwischen der auf der Federumhüllung 64 befestigten Anschlagbuchse 90 und der Anschlagmutter 88 vor­ handen ist. Infolgedessen dehnt sich die zwischen Anschlag­ buchse 90 und Lötverbindung 92 befindliche Federumhüllung 64, die wegen ihrer Ausbildung als Schraubenfeder elastisch. Dies führt zu einer Kraftwirkung auf das Kabel 40 an der Lötver­ bindung 92, die üblicherweise durch die Ablenksteuerung 17 überwunden wird.

Nach Ablenkung des äußeren Endes, kann der Benutzer den Grad der Ablenkung vergrößern, das äußere Ende geradlinig ausrich­ ten oder das äußere Ende in die entgegengesetzte Richtung ablenken. Um den Grad der Ablenkung zu ändern, kann der Benutzer die Ablenksteuerung 17 zumindest teilweise unwirksam machen, wodurch dann ein Teil des Kabels 40 freigegeben wird, so daß sich das zwischen dem Objektivkopf 6 und dem Steuer­ kopf 4 befindliche Kabel 40 verlängern kann. Die zusätzliche vorhandene Länge des Kabels 40 ermöglicht eine Dehnung des zunächst zusammengedrückten Abschnittes A der Federumhüllung 64 am äußeren Ende und gestattet eine zumindest teilweise Rückkehr des verformten Materials des Kerns 28 aus der abgelenkten Stellung. Je größer der Grad der Verlängerung des Kabels 40 zwischen Objektivkopf 6 und Steuerkopf 4 ist, desto größer ist die Rückkehr aus der abgelenkten Stellung, bis die im wesentlichen geradlinige Stellung erreicht ist.

Wird zusätzliches Kabel 40 von der Ablenksteuerung 17 freige­ geben, nachdem die im wesentlichen geradlinige Stellung erreicht wurde, bewirkt der Abschnitt A der Federumhüllung 64 eine entgegengesetzte Ablenkung, wie dies vorstehend be­ schrieben wurde. Somit ist eine Ablenkung des äußeren Endes in zwei Richtungen möglich. Vorzugsweise hat jedoch das Kabel 40 eine maximale Länge zwischen Objektivkopf 6 und Steuerkopf 4, die im wesentlichen gleich der Länge des Kerns 28 ist, um eine im wesentlichen geradlinige Ruhestel­ lung gemäß Fig. 6B zu ermöglichen und eine Ablenkung des äußeren Endes nur in einer Richtung zu gestatten.

Der zwischen Anschlagbuchse 90 und Lötverbindung 92 befind­ liche Bereich der Federumhüllung 64, der sich während der Ausübung einer Zugkraft auf das Kabel 40 durch die Ablenk­ steuerung 17 gedehnt hat, unterstützt das Wegziehen des Kabels 40 von der Ablenksteuerung 17 und das Hindurchdrücken des Kabels 40 durch die Federumhüllung 64, wodurch die Wirkung von dessen Abschnitt A unterstützt und jeglicher Widerstand und jegliche Reibung zwischen Kabel 40 und Feder­ umhüllung 64 überwunden wird.

Es gibt verschiedene andere Möglichkeiten, um einen flexiblen Kern und die Ablenkeinrichtung zu verwenden. So kann ein Gerät nur einen äußeren Federbereich haben. Es ist auch möglich, ein Instrument nur mit einem inneren Federbereich auszubilden. Ferner kann ein Gerät überhaupt keine Federn aufweisen, sondern es kann ein druckstabiler Draht in einem gegenüber der Längsachse versetzten Abstand gegen den Objek­ tivkopf gedrückt werden, so daß also kein Zug auf den Objektivkopf ausgeübt wird. Weiterhin kann ein druckstabiler Draht zusammen mit einem inneren Federbereich oder einem äußeren Federbereich oder beiden eingesetzt werden. Es ist auch möglich, mehr als ein Kabel und mehr als eine Federum­ hüllung zur Ablenkung und zur Rückstellung zu benutzen und dadurch ein in drei oder vier Richtungen ablenkbares Gerät zu schaffen. Die Federn können entweder Zug- oder Druckfedern sein, und die Federn können auch durch äquivalente Ablenk­ rückführmittel ersetzt werden.

Zusätzlich zur aktiven Ablenkung und Rückführung des äußeren Endes kann das Gerät 2 eine passive Ablenkung aufweisen. Wie Fig. 8 zeigt, hat das Gerät 2 ein passiv ablenkbaren Abschnitt 76 zur Verwendung in einer menschlichen Niere. Der Abschnitt 76, der nicht aktiv abgelenkt werden kann, wie dies für den von der Ablenkdsteuerung 17 betätigbaren Abschnitt 77 beschrieben wurde, wird eingesetzt, um das äußere Ende durch Anstoßen des Rohres 8 an den zu untersuchenden Bereich auszurichten. In diesem Ausführungsbeispiel ist der passiv ablenkbare oder umbiegbare Abschnitt 76 hinter dem Abschnitt A der Federumhüllung 64 angeordnet, und er unterstützt den aktiv ablenkbaren Abschnitt beim Erreichen schwer zugäng­ licher Stellen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drahtgeflechtumhüllung im Abschnitt D nicht mit dem Kern 28 verbunden bzw. verklebt, um so die gewünschte Ablenkung oder Umbiegung des aktiv und des passiv ablenkbaren Abschnittes zu ermöglichen. Auf diese Weise ist das flexible Rohr 8 in der Lage, einen Zielbereich sowohl durch aktiv gesteuerte Ablenkung als auch durch passive Ablenkung zu erreichen. In einem anderen Ausführungsbeispiel, in dem die Drahtgeflechtumhüllung 67 im Abschnitt D nicht mit dem Kern 28 verbunden bzw. verklebt ist, kann außerdem die Federumhüllung 64 im Abschnitt E keine Verbindung B haben, wodurch eine elliptische Ablenkung des äußeren Endes erzeugt wird.

Claims (18)

1. Flexibles Rohr für ein Endoskop o.ä., mit einem inneren Endbereich und einem äußeren Endbereich, gekennzeichnet durch einen Kern aus im wesentlichen flexiblem Material, der mindestens eine Leitung bzw. einen Kanal aufweist, und durch am Kern vorgesehene Ablenkmittel, die gegenüber der Längsachse des Kerns versetzt am äußeren Endbereich befestigt sind, so daß der äußere Endbereich bei Betäti­ gung der Ablenkmittel abgelenkt bzw. umgebogen wird.

2. Rohr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Rückführung aus der abgelenkten Stellung.

3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführmittel eine Federeinrichtung im äußeren Endbe­ reich aufweisen.

4. Rohr nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführmittel eine Federeinrichtung im inneren Endbereich aufweisen.

5. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Mittel zur Stabilisierung gegen Verdrillung.

6. Rohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Stabilisierung wahlweise mit dem Kern verbun­ den sind.

7. Rohr nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Stabilisierung benachbart zum äußeren Endbereich nicht mit dem Kern verbunden sind.

8. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kern aus einem polymeren Material besteht.

9. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf die Ablenkmittel eine Zugspannung aufbringbar ist.

10. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ablenkmittel eine Druckeinrichtung mit einem druckstabilen Verbindungselement aufweisen.

11. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen passiv ablenkbaren bzw. umbiegbaren Bereich.

12. Endoskop mit einem flexiblen Rohr mit einem inneren Endbereich und einem äußeren Endbereich, das einem Zielbereich zuführbar ist, und mit einer Ablenkeinrich­ tung zum Ablenken des äußeren Endbereichs, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung ein in einem Kanal des Rohres angeordnetes Ablenkelement aufweist, dessen äußerer Endbereich gegenüber der Längsachse des Rohres versetzt in dessen äußerem Endbereich befestigt ist und dessen innerer Endbereich mit dem inneren Endbereich des Rohres gekoppelt ist, daß das Ablenkele­ ment mittels einer Ablenksteuerung zum Ablenken des äußeren Endbereiches des Rohres aus einer Ruhelage aktivierbar ist, und daß eine Ablenkrückführung vorge­ sehen ist, um bei inaktivierter Ablenksteuerung den äußeren Endbereich des Rohres zumindest teilweise automa­ tisch in die Ruhestellung zurückzuführen.

13. Endoskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung einen äußeren Federbereich auf­ weist.

14. Endoskop nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückführeinrichtung einen inneren Feder­ bereich aufweist.

15. Endoskop nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbereich eine Umhüllung um das Ablenkelement bildet.

16. Endoskop nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Endbereich des Rohres in der Ruhestellung im wesentlichen geradlinig ausgebildet ist.

17. Endoskop nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Endbereich des Rohres in der Ruhestellung gekrümmt ist.

18. Verfahren zur Herstellung des flexiblen Rohres für ein Endoskop, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ablenkelement in einem Kanal eines Kerns aus flexiblem Material befestigt wird, so daß das Ablenkelement im äußeren Endbereich des Rohres gegenüber der Längsachse des Kerns versetzt ist, und daß am Kern eine Ablenkrückführeinrich­ tung befestigt wird, die eine gegenüber der Längsachse versetzte, mit dem äußeren Endbereich verbundene Feder­ einrichtung aufweist, so daß der äußere Endbereich ablenkbar bzw. umbiegbar ist und die Ablenkrückführein­ richtung den äußeren Endbereich in die unabgelenkte Stellung zurückführt.