DE102016006903A1

DE102016006903A1 - Starres Endoskop

Info

Publication number: DE102016006903A1
Application number: DE102016006903.1A
Authority: DE
Inventors: Gregor Kiedrowski
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2017-12-14
Also published as: JP2019518539A; US11375880B2; CN109195498A; CN109195498B; US20190159658A1; WO2017211686A1; JP7138573B2

Abstract

Ein starres Endoskop (1) mit einem längsverschiebbar im Endoskop (1) gelagerten Faserbildleiter (11), der mit einem an seinem distalen Endbereich gelegenen Befestigungsabschnitt (33) an einem längsverschiebbar am Endoskop (1) gelagerten Schiebestück (19) befestigt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass im Befestigungsabschnitt (33) der Faserbildleiter (11) zur Bilddrehung verdreht und zu seiner Stabilisierung mit einer Schutzhülse (23) ummantelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein starres Endoskop nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Verwendung nach Anspruch 4.
Ein solches Endoskop ist aus der DE 10 2004 009 219 A1 bekannt.
Starre Endoskope weisen ein starres Schaftrohr auf, das sich je nach Durchmesser und Länge unterschiedlich weit elastisch biegen lässt. Sie lassen sich daher mit Stablinsenoptiken ausrüsten, für die sie aufgrund ihrer geringen Biegbarkeit geeignet sind.
Gattungsgemäße starre Endoskope mit Faserbildleiter finden dagegen dann Anwendung, wenn sehr dünne Schäfte verwendet werden, die besser biegbar sind und bei denen Stablinsen bruchgefährdet wären. Solche gattungsgemäßen Endoskope sind insbesondere Ureteroskope, die in der Urologie durch die Blase hindurch bis in den Ureter und sogar durch diesen hindurch bis in die Niere vorgeschoben werden. Dabei sind aufgrund der gegebenen anatomischen Verhältnisse Schaftdurchmesser von nicht mehr als 5 mm bei Schaftlängen von über 400 mm erforderlich.
Die gattungsgemäßen Endoskope mit ihren völlig biegeunempfindlichen Faserbildleiter lassen sich risikolos biegen, weisen aber systembedingte Nachteile auf, insbesondere die unterschiedliche thermische Ausdehnung des Faserbildleiters und des umgebenden Schaftrohres. Auch durch die nicht zentrische Lagerung des Faserbildleiters im Schaftrohr kann es beim Biegen zu Längsverschiebungen kommen, von denen die präzise Ausrichtung des optischen Systems gestört wird.
Das proximale Ende des Faserbildleiters muss sich aus den genannten Gründen in Längsrichtung verschieben lassen, muss dabei aber möglichst präzise gehalten werden um die Ausrichtung des optischen Systems nicht zu stören. Dazu dient das Schiebestück, das mit üblicher Führungstechnik sehr präzise längsverschiebbar gelagert sein kann. An ihm ist der proximale Endbereich des Faserbildleiters zu befestigen, wobei an diese Befestigung wiederum sehr hohe Präzisionsanforderungen gestellt werden müssen. Vor allem geht es dabei um eine präzise Befestigung ohne Gefahr der Beschädigung der empfindlichen Glasfasern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, bei der gattungsgemäßen Konstruktion die Befestigung des Faserbildleiters im Schiebestück hinsichtlich Präzision und Schonung der Fasern zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.
Mit dem Befestigungsabschnitt ist der Längenbereich des Faserbildleiters bezeichnet, mit dem der Faserbildleiter am Schiebestück befestigt ist. Es könnte hier zum Beispiel eine Verklebung erfolgen mit dem großen Nachteil, dass diese Befestigung nicht lösbar ist und somit der Faserbildleiter nicht oder nur mit großen Mühen demontiert werden kann. Bei Befestigungsaufgaben dieser Art denkt der Konstrukteur auch an eine Klemmung. Man könnte zum Beispiel zangenartige Backen vorsehen, die seitlich am Faserbildleiter angreifen. Hier besteht aber sofort die große Gefahr einer Beschädigung der Fasern oder die Klemmkräfte werden soweit gesenkt, dass Rutschgefahr besteht. Die Erfindung schafft hier auf überraschendem Wege Abhilfe. Sie geht davon aus, dass spezielle Faserbildleiter existieren, die in einem Abschnitt bildverdrehend ausgebildet sind, also mit verdrillten Fasern. Diese speziellen Faserbildleiter werden auch bei Endoskopen verwendet, um das Bild zu drehen. Damit kann zum Beispiel auf raumsparende Weise eine Bilddrehung bewirkt werden, ohne dafür eine zusätzliche Umkehrlinse vorsehen zu müssen. Solche verdrehenden Abschnitte des Faserbildleiters haben jedoch den Nachteil, mechanisch sehr empfindlich zu sein. Sie werden daher üblicherweise mit einer Schutzhülse ummantelt, die gefährliche Zug- und Biegekräfte von den empfindlichen Fasern fernhält. In der vorliegenden Erfindung wird diese Schutzhülse für einen anderen Zweck verwendet, nämlich dazu, auf der Schutzhülse mit hohen Kräften zu klemmen, ohne damit die Glasfasern zu gefährden.
Vorteilhaft ist nach Anspruch 2 an dem Schiebestück eine Drehsicherung vorgesehen, mit der beim Längsverschieben des Schiebestückes dessen Drehposition und somit die Bildorientierung gesichert bleibt.
Vorteilhaft nach Anspruch 3 ist der Faserbildleiter in einer Längsbohrung durch das Schiebestück geführt und dort mit in Querbohrungen sitzenden Klemmschrauben befestigt. Damit lässt sich eine schonende aber dennoch feste Klemmung in den beengten räumlichen Verhältnissen erreichen.
Die Verwendung nach Anspruch 4 führt durch völlig anderen Einsatz eines bekannten Bauteiles zu den erheblichen Vorteilen.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt, es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch den distalen Endbereich des Schaftes eines erfindungsgemäßen Endoskopes und
2 einen Längsschnitt durch den proximalen Endbereich des Schaftes der 1
Die 1 und 2 zeigen im Längsschnitt die beiden Endbereiche eines erfindungsgemäßen Endoskopes 1, dass im Ausführungsbeispiel als Ureteroskop dargestellt ist.
Das dargestellte Endoskop 1 weist einen langgestreckten Schaft 2 auf, der aus einem äußeren Schaftrohr 3 gebildet ist, in dem ein Bildleiter 4 und ein Arbeitskanal 5 angeordnet sind, die sich beide von ihrem distalen Ende in einer Stirnfläche 6 des Schaftes 2 bis in einen an das proximale Ende des Schaftes 2 anschließenden Hauptkörper 7 des Endoskopes 1 erstrecken. Dabei durchläuft der Bildleiter 4 den Hauptkörper 7 auf geradem Wege, während der Arbeitskanal 5 dort abgewinkelt zu einem schräg seitlichen Eingang 8 des Arbeitskanales 5 verläuft.
Innerhalb des Schaftrohres 3 ist der Arbeitskanal 5 von einem Kanalrohr 9 umgeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der Bildleiter 4 auf gesamter Länge in einem Führungsrohr 10. Wesentlicher Bestandteil des Bildleiters 4 ist ein Faserbildleiter 11, der an seinem distalen Ende in einem Objektivrohr 12 gehalten ist, das Objektivlinsen 13 trägt.
Das Objektivrohr 12 ist fest, zum Beispiel durch Verklebung, mit dem Faserbildleiter 11 verbunden. Der Faserbildleiter 11 und das Objektivrohr 12 sind jedoch im Führungsrohr 10 längsverschiebbar aufgenommen.
1 zeigt die soweit möglich nach distal vorgeschobene Position des Faserbildleiters 11 mit dem Objektivrohr 12, wobei Letzteres in Anschlag an eine Anlage 14 des Führungsrohres 10 gelangt. Der in 1 dargestellte distale Anschlag des Faserbildleiters 11 wird dadurch aufrechterhalten, dass dieser mit einer proximal angeordneten Feder 15 in distaler Richtung bis zur Anlage 14 vorgeschoben wird.
Im Schaftrohr 3 ist neben dem Bildleiter 4 und dem Arbeitskanal 5 in restlichen Querschnittsbereichen noch ein aus Glasfasern bestehender Lichtleiter 16 verlegt, der, wie 2 zeigt, durch einen schematisch dargestellten Abbiegungsbereich 17 bis zu einem Anschlussstutzen 16 in der Wand des Hauptkörpers 7 verläuft. Von dort kann in den Lichtleiter 16 mit einem nicht dargestellten Lichtleiteranschlusskabel Licht eingekoppelt werden, das dann aus der distalen Stirnfläche des Lichtleiters 16 in der Stirnfläche 6 des Schaftes 2 in den Beobachtungsbereich vor dem Endoskop 1 austritt. Dieser Beobachtungsbereich wird von dem Objektiv 13 durch ein in der Stirnfläche liegendes Fenster 18 beobachtet.
Wie 2 zeigt, durchläuft der Faserbildleiter 11 den Hauptkörper 7 frei längsverschieblich. Der proximale Endbereich des Faserbildleiters 11 ist in einem Schiebestück 19 gehalten, das in einem Zylinderbereich 20 des Hauptkörpers 7 in Längsrichtung des Faserbildleiters 11 längsverschiebbar gelagert ist.
Das Schiebestück 19 trägt ein Rohrstück 21, das von dem Faserbildleiter 11 mit einem zwischen den beiden strichpunktierten Linien gelegenen Befestigungsabschnitt 33 durchlaufen ist. Es handelt sich dabei um einen speziellen Faserbildleiter, der, wie in 2 dargestellt, in dem Befestigungsabschnitt 33 mit verdrillten Fasern ausgebildet ist. In den übrigen Längsbereichen des Faserbildleiters 11 verlaufen die Fasern dagegen gerade. Sie übertragen ein Bild dort stets unter Aufrechterhaltung der Winkelposition.
In dem Befestigungsabschnitt 33 verlaufen die Fasern dagegen verdreht und zwar im Ausführungsbeispiel um 180°. Das Bild wird somit in diesem Bereich genau auf den Kopf gestellt. Hierdurch kann eine gegebenenfalls zusätzlich erforderliche Umkehrlinse eingespart werden.
In diesem Befestigungsabschnitt 33 liegt eine gewisse Strukturschwäche des Faseraufbaues vor zu dessen Ausgleich der Faserbildleiter 11 in dem Befestigungsabschnitt 33 mit einer Schutzhülse 23 ummantelt ist. Dabei handelt es sich um ein Metallrohr, das dem aus Glasfasern bestehenden Faserbildleiter 11 bei dessen Herstellung angeformt wird und wesentlich stabiler sitzt, als eine nachträglich angebrachte Hülse.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Faserbildleiters 11 wird also ein solcher Faserbildleiter ausgesucht, der aus anderen Gründen über einen bilddrehenden Abschnitt 33 verfügt und dort zu dessen Schutz mit der Schutzhülse 23 ummantelt ist. Dabei wird der Faserbildleiter 11 so zugschnitten, dass die Ummantelung 23 im Bereich des Schiebestückes 19 liegt.
In Querbohrungen in dem Rohrstück 21 sind Madenschrauben 22 angeordnet, mit denen die Klemmung der Schutzhülse 23 gegenüber dem Schiebestück 19 erfolgt.
Bei Verbiegungen des Schaftes 2 oder bei thermischen Ausdehnungen, kommt es zu Verschiebungen des Schiebestückes 19. Diese könnten zu einer Verdrehung führen, die nachteilig für die Bildstabilität ist. Um solche ungewollten Verdrehungen zu verhindern, ist im Schiebestück 19 in einer Querbohrung eine weitere Madenschraube 35 vorgesehen, die mit ihrem nach außen vorstehenden Ende in einer Längsnut 36 läuft.
Die Feder 15 ist als Schraubenfeder ausgebildet, die den Faserbildleiter 11 umlaufend angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Feder 15 kegelförmig ausgebildet. Wie 2 erkennen lässt, kann sie bis in eine Ebene flach zusammengedrückt werden, ohne dass sich die Windungen berühren.
Die Feder 15 ist so angeordnet, dass sie das Rohrstück 21 umgreift und mit der engeren Stirnseite gegen die proximale Endfläche des Schiebestücks 19 anliegt. Mit ihrem anderen Ende liegt sie gegen den nach Innen weisenden Flansch 24 eines als Überwurfmutter 25 ausgebildeten Schraubringes. Dieser ist auf einem in proximale Richtung vorstehenden Ringvorsprung 26 an der proximalen Stirnfläche des Hauptkörpers 7 befestigt, zum Beispiel durch Verschweißen und Verkleben oder im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Verschraubung. Die Verschraubung hat den Vorteil, dass die Überwurfmutter 25 zusammen mit der Feder 15 vom Endoskop abgeschraubt werden kann. Dann kann das Schiebestück 19 in proximaler Richtung abgezogen werden. Damit wird der Faserbildleiter 11 in proximaler Richtung abgezogen und kann ausgewechselt oder gewartet werden.
Am proximalen Ende des Schiebestücks 19 ist auf das Rohrstück 21 eine Verschlusskappe 27 aufgesetzt und zum Beispiel durch eine Verschraubung befestigt. In der Verschlusskappe 27 ist eine Linse 28 angeordnet, die als Okularlinse dient und die auch die distale Stirnfläche des Faserbildleiters 11 gegen Verschmutzung schützt.
Die Verschlusskappe 27 kann auch gasdicht sein und den Faserbildleiter 11 am proximalen Ende gegen Feuchtigkeit schützen. Ein zusätzlicher oder alleiniger Verschmutzungs- sowie Wasserdampfschutz kann auch durch eine Außenkappe 29 gegeben sein, die ein Fenster 30 aufweist und die ebenfalls zum Beispiel durch eine Verschraubung, ähnlich wie die der Überwurfmutter 25, an einem weiteren Absatz der proximalen Stirnfläche des Hauptkörpers 7 befestigt ist.
Bezugszeichenliste

01: Endoskop
02: Schaft
03: Schaftrohr
04: Bildleiter
05: Arbeitskanal
06: Stirnfläche
07: Hauptkörper
08: Eingang
09: Kanalrohr
10: Führungsrohr
11: Faserbildleiter
12: Objektivrohr
13: Objektivlinse
14: Anschlag
15: Feder
16: Lichtleiter
17: Abbiegungsbereich
18: Fenster
19: Schiebestück
20: Zylinderbereich
21: Rohrstück
22: Madenschraube
23: Schutzhülse
24: Flansch
25: Überwurfmutter
26: Ringvorsprung
27: Verschlusskappe
28: Linse
29: Außenkappe
30: Fenster
31
32
33: Befestigungsabschnitt
34
35: Madenschraube
36: Längsnut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004009219 A1 [0002]

Claims

Starres Endoskop (1) mit einem längsverschiebbar im Endoskop (1) gelagerten Faserbildleiter (11), der mit einem an seinem distalen Endbereich gelegenen Befestigungsabschnitt (33) an einem längsverschiebbar am Endoskop (1) gelagerten Schiebestück (19) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Befestigungsabschnitt (33) der Faserbildleiter (11) zur Bilddrehung verdreht und zu seiner Stabilisierung mit einer Schutzhülse (23) ummantelt ist.
Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebestück (19) mit einer Drehsicherung (35, 36) an das Endoskop (1) gekoppelt ist.
Endoskop nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebestück (19) eine Längsbohrung aufweist, in der der Befestigungsabschnitt (33) mit in Querbohrungen sitzenden Klemmschrauben (22) befestigbar ist.
Verwendung eines in einem Befestigungsabschnitt (33) mit einer Schutzhülse (23) ummantelten Faserbildleiters (11) zu seiner axialen Fixierung durch Klemmen auf dem Befestigungsabschnitt (33).