DE10028155A1 - Vollständig schluckbares Endoskopsystem - Google Patents
Vollständig schluckbares EndoskopsystemInfo
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Abstract
Ein vollständig schluckbares Endoskopsystem enthält einen stabförmigen Endoskopkörper, der von einem zu untersuchenden Patienten zur Einführung in eine Körperhöhle vollständig geschluckt werden kann und an einer Krümmung der Körperhöhle biegbar ist, und eine getrennt vom stabförmigen Endoskopkörper vorgesehene externe Einrichtung ohne mechanische Verbindung mit diesem. Der stabförmige Endoskopkörper enthält wenigstens zwei Lichtemitter, wenigstens zwei Beobachtungssysteme, einen Sender zur Übertragung eines elektromagnetischen Signals, das ein durch die Beobachtungssysteme erzeugtes Bild führt, sowie eine Stromversorgungseinrichtung. Die externe Einrichtung enthält einen Empfänger zur Aufnahme des das Bild führenden elektromagnetischen Signals.
Description
Die Erfindung betrifft ein vollständig schluckbares Endoskopsystem, das für lange
Zeit im Körper eines Patienten verbleiben kann und bei dem bei einer
endoskopischen Untersuchung einige blinde Flecken verbleiben.
Bei endoskopischen Untersuchungen wird generell ein mit einem Betätigungsteil
verbundenes Einführungsteil durch den Mund in den Körper eines Patienten
eingeführt, um einen inneren Bereich im Körper zu beobachten. In einem
typischen Frontsichtendoskop zur Betrachtung von der Vorderseite der Spitze des
Einführungsteils oder einem typischen Seitensichtendoskop zur Betrachtung von
der Seite des Einführungsteils kann ein innerer Körperzielbereich aus lediglich
einer Richtung betrachtet werden. Aufgrund dieses Aufbaus kann bei Betrachtung
eines inneren Teils eines stark gebogenen rohrförmigen Körperkanals, wie
beispielsweise des Dickdarms, das Auftreten von blinden Flecken bei der endos
kopischen Untersuchung nicht vermieden werden.
Der Einführungsteil des Endoskops muß manchmal für lange Zeit im Körper
gehalten werden, um die Entwicklung eines kranken Teils im Körper zu
beobachten oder somatoskopische Information eines Patienten unter normalen
täglichen Lebensbedingungen zu erhalten und/oder aufzuzeichnen. Die
Einführung und das Halten des Endoskops im Körper durch den Mund des
Patienten bereitet diesem jedoch starke Schmerzen.
Um den Patienten schmerzfrei zu halten, ist es bekannt, ein kapselförmiges
Endoskop zu verwenden, das im mittleren Bereich eines flexiblen zusammen
hängenden Elementes vorgesehen ist, wie dies in der japanischen Offen
legungsschrift Nr. 64-76822 beschrieben ist. Ein zu untersuchender Patient
schluckt einen an der Spitze des flexiblen zusammenhängenden Elementes
ausgebildeten weichen Ball in der Nacht vor der Untersuchung, so daß dieser am
nächsten Tag über den Anus ausgeschieden werden kann. Ein Arzt zieht oder
bewegt die Spitze und das hintere Ende des flexiblen zusammenhängenden
Elementes, wodurch die mit dem mittleren Bereich des flexiblen zusammen
hängenden Elementes verbundene Kapsel bewegt oder geführt wird.
Bei einem kapselförmigen Endoskop der vorbeschriebenen Art kann der Schmerz
des Patienten im Vergleich zu konventionellen Endoskopen gering gehalten
werden. Der Patient muß jedoch immer das flexible zusammenhängende Element
tragen, dessen eines Ende für mehr als 12 Stunden aus seinem Mund herausragt.
Für den Patienten ist es daher unmöglich, Speisen aufzunehmen oder zu
sprechen. Unter diesen Umständen kann kein wesentlicher Schmerzen ver
ringernder Effekt erwartet werden. Darüber hinaus ist es generell schwierig, die
Lage des Endoskops ins Form einer Kapsel zu steuern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vollständig schluckbares
Endoskopsystem anzugeben, mit dem ein Patient schmerzfrei gehalten werden
kann und mit dem es möglich ist, den inneren Körperzielbereich sicher und genau
zu beobachten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein vollständig schluckbares Endoskopsystem der
gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 gekennzeichnet.
Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer
Ansprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen im
einzelnen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines vollständig
schluckbaren Endoskopsystems mit einem stabförmigen Endoskopkörper
und einer externen Einrichtung;
Fig. 2 einen schematischen Schnitt des ersten Ausführungsbeispiels des
stabförmigen Endoskopkörpers;
Fig. 3 einen schematischen Schnitt des stabförmigen Endoskopkörpers nach
Fig. 2 in einer anderen Ebene;
Fig. 4 einen schematischen Schnitt des stabförmigen Endoskopkörpers nach
Fig. 2, aus dem eine drahtlos gesteuerte biegbare Einrichtung ersichtlich
ist;
Fig. 5 eine Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels des stabförmigen Endos
kopkörpers in der Speiseröhre in einem Zustand, in dem das Innere der
Speiseröhre betrachtet wird;
Fig. 6 eine Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels des stabförmigen
Endoskopkörpers zwischen Speiseröhre und Magen in einem Zustand, in
dem der innere obere Teil des Magens mit einem Seitensicht-Beobach
tungssystem beobachtet wird;
Fig. 7 eine Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels des stabförmigen
Endoskopkörpers zwischen Magen und Zwölffingerdarm in einem
Zustand, in dem eine Vater-Papille mit dem Seitenschicht-
Beobachtungssystem betrachtet wird;
Fig. 8 eine Ansicht eines Teils des ersten Ausführungsbeispiels des
stabförmigen Endoskopkörpers zwischen Magen und Zwölffingerdarm in
einem Zustand, in dem die Vater-Papille mit einem Frontsicht-
Beobachtungssystem betrachtet wird;
Fig. 9 einen schematischen Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels des
stabförmigen Endoskopkörpers,
Fig. 10 eine Ansicht des stabförmigen Endoskopkörpers nach Fig. 9 in einem
Verdauungskanal in einem Zustand, in dem es durch Aufblasen eines an
seinem vorderen Ende vorgesehenen Ballons an der Innenwand des
Verdauungskanals befestigt ist;
Fig. 11 eine Ansicht des stabförmigen Endoskopkörpers nach Fig. 9 zwischen
Speiseröhre und Magen in einem Zustand, in dem es durch Aufblasen
eines an seinem hinteren Ende vorgesehenen Ballons an der Innenseite
der Speiseröhre befestigt ist;
Fig. 12 einen schematischen Schnitt eines dritten Ausführungsbeispiels des
stabförmigen Endoskopkörpers;
Fig. 13 einen schematischen Schnitt des stabförmigen Endoskopkörpers nach
Fig. 12 in einer anderen Ebene;
Fig. 14 einen schematischen Schnitt des stabförmigen Endoskopkörpers nach
Fig. 12, aus dem eine drahtlos gesteuerte biegbare Einrichtung ersichtlich
ist;
Fig. 15 eine schematische Seitenansicht des stabförmigen Endoskopkörpers
nach Fig. 12;
Fig. 16 eine Ansicht des stabförmigen Endoskopkörpers nach Fig. 12 in einem
Zustand, in dem er in den Dickdarm eingeführt ist;
Fig. 17 eine Ansicht eines Teils des stabförmigen Endoskopkörpers nach Fig. 12
in einem Zustand, in dem das Innere eines rohrförmigen Körperkanals mit
dem Frontsicht-Beobachtungssystem und dem Seitensicht-Beobach
tungssystem betrachtet wird;
Fig. 18 einen schematischen Schnitt eines vierten Ausführungsbeispiels des
stabförmigen Endoskopkörpers;
Fig. 19 einen schematischen Schnitt des stabförmigen Endoskopkörpers nach
Fig. 18, aus dem eine ferngesteuerte biegbare Einrichtung ersichtlich ist,
Fig. 20 einen schematischen Schnitt des stabförmigen Endoskopkörpers nach
Fig. 18 in einem gebogenen Zustand;
Fig. 21 einen schematischen Schnitt eines Ausführungsbeispiels des stab
förmigen Endoskopkörpers,
Fig. 22 einen schematischen Schnitt des stabförmigen Endoskopkörpers nach
Fig. 21 in einem gebogenen Zustand;
Fig. 23 eine Ansicht des stabförmigen Endoskopkörpers nach Fig. 21 in einem
Zustand, in dem er in einen gekrümmten rohrförmigen Körperkanal
eingeführt ist;
Fig. 24 eine Ansicht des stabförmigen Endoskopkörpers nach Fig. 19 oder 21 in
einem Zustand, in dem er in einen gekrümmten rohrförmigen Körperkanal
eingeführt ist;
Fig. 25 eine Ansicht eines Teils eines biegsamen Teils des stabförmigen Endos
kopkörpers, aus der die Anordnung von in diesem vorgesehenen
biegbaren Antriebsdrähten ersichtlich ist;
Fig. 26 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels von
biegsamen Teilen mit aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassenen Tei
len für den Fall, daß sie lediglich in einer einzigen Ebene biegbar sind;
und
Fig. 27 eine schematische Seitenansicht eines Teils eines zweiten Ausführungs
beispiels der biegsamen Teile für den Fall, daß sie in zwei aufeinander
senkrecht stehenden Ebenen biegbar sind.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines vollständig schluckbaren Endoskop
systems, das einen stabförmigen Endoskopkörper 10 und eine externe Einrich
tung 11 enthält. Ein zu untersuchender Patient schluckt den stabförmigen
Endoskopkörper 10 vor einer endoskopischen Untersuchung mit diesem. Die
externe Einrichtung wirkt als drahtlose Steuerung (elektromagnetische Steuerung)
und als Stromversorgung für den Endoskopkörper 10.
Die Fig. 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des stabförmigen
Endoskopkörpers 10. Dieser stabförmige Endoskopkörper 10 besitzt einen ersten
harten Teil (unbiegbaren Teil) 12, einen ersten biegsamen Teil 13, einen flexiblen
Teil 14, einen zweiten biegsamen Teil 15 und einen zweiten harten Teil
(unbiegbaren Teil) 16 in dieser Reihenfolge vom vorderen Ende aus gesehen
(das linke Ende in Fig. 2). Der erste biegsame Teil 13 und der flexible Teil 14
bilden einen biegbaren Teil, währen der zweite biegsame Teil 15 und der flexible
Teil 14 einen weiteren biegbaren Teil bilden. Der stabförmige Endoskopkörper 10
ist vollständig mit einer elastischen Abdeckung 29 abgedeckt, deren Außenfläche
glatt und leicht gleitend ist (siehe Fig. 26). Der erste und der zweite harte Teil 12
und 16 ist aus einem harten Material (beispielsweise einem harten Kunststoff)
hergestellt, das makroskopisch nicht deformierbar ist. Der flexible Teil 14 ist bei
Einführung in eine Körperhöhle in der Form eines Verdauungstraktes biegbar.
Der erste und der zweite harte Teil 12 und 16 enthält jeweils ein
Beobachtungssystem 17, ein Beleuchtungsfenster 18 und eine Luftzuführungs
öffnung 19. Das im ersten harten Teil 12 vorgesehene Beobachtungssystem ist
ein Frontsicht-Beobachtungssystem für eine Betrachtung vom vorderen Ende des
ersten Teils 12 her. Das im zweiten harten Teil 16 vorgesehene Beobach
tungssystem 17 ist jedoch ein Seitensicht-Beobachtungssystem zur Betrachtung
von der Seite des zweiten harten Teils 16 her. Die Beobachtungssysteme 17
enthalten jeweils ein optisches Objektivsystem 17a und einen CCD-Bildsensor 17.
Im flexiblen Teil 14 ist eine Verstärkerschaltung 14a, ein Sender/Empfänger 14b,
eine Stromversorgungseinrichtung 14c, eine Steuerschaltung 14d, ein Behälter
14f für komprimierte Luft und ein Mikrowellenempfänger 14h vorgesehen. Die
CCD-Bildsensoren 17b sind über eine entsprechende Signalleitung 20 mit der
Verstärkerschaltung 14a verbunden. Die Verstärkerschaltung 14a ist mit dem
Sender/Empfänger 14b verbunden, welcher im flexiblen Teil 14 angeordnet ist.
Die harten Teile 12 und 16 enthalten jeweils eine LED (Lichtemitter) 18a, welche
am entsprechenden Beleuchtungsfenster 18 befestigt ist. Die LEDs 18a sind über
eine entsprechende Signalleitung 20 mit der Steuerschaltung 14d verbunden
(siehe Fig. 3).
Die Luftzuführungsöffnungen 19 sind mit dem äußeren Ende eines
entsprechenden Luftzuführungsrohrs 21 verbunden. Das innere Ende der Luft
zuführungsrohre 21 ist mit einem Ventil 14a des Behälters 14f für komprimierte
Luft verbunden. Das Ventil 14a wird durch die Steuerschaltung 14d geöffnet oder
geschlossen. Die Stromversorgungseinrichtung 14c ist mit dem Sender/
Empfänger 14b und der Steuerschaltung 14d verbunden. Sie wandelt ein vom
Mikrowellenempfänger 14h empfangenes Mikrowellensignal in einen elektrischen
Strom für den Sender/Empfänger 14b und die Steuerschaltung 14d um. Das vom
Mikrowellenempfänger 14h empfangene Mikrowellensignal wird von der externen
Einrichtung 11 gesendet.
Fig. 26 zeigt einen Teil des ersten Ausführungsbeispiels eines ersten und zweiten
biegsamen Teils 13 und 15 in dem Fall, in dem er in einer einzigen Ebene bieg
bar ist. Dieses erste Ausführungsbeispiel der biegsamen Teile besitzt eine
Gliederfolge von Ringverbindungen 27. Benachbarte Ringverbindungen 27 sind
mittels einer Achse 27a so miteinander verbunden, daß sie jeweils um diese
rotieren können. Alle Achsen 27a verlaufen parallel zueinander und liegen daher
in einer gemeinsamen Ebene. Die so ausgebildete Gliederfolge von Ringver
bindungen 27 ist von einem Stahldrahtrohr 28 umgeben. Dieses Stahldrahtrohr 28
ist seinerseits mit der oben genannten elastischen Abdeckung 29 abgedeckt. Der
erste und zweite biegsame Teil 13 und 15 ist in bezug auf den flexiblen Teil 14
biegbar und flexibler und biegbarer als dieser.
Im stabförmigen Endoskopkörper 10 ist eine Vielzahl von biegbaren Antriebs
drähten 22a (zwei Drähte im ersten Ausführungsbeispiel des ersten biegsamen
Teils 13) vorgesehen, welche im ersten biegsamen Teil 13 und im flexiblen Teil
14 verlaufen (siehe Fig. 4). Die Antriebsdrähte 22a sind aus einer Formgedächt
nislegierung (SMA) hergestellt und biegen sich, wenn sie durch einen elektri
schen Strom erwärmt werden. Der stabförmige Endoskopkörper 10 enthält weiter
hin eine mit dem Sender/Empfänger 14b verbundene Heizeinrichtung 22b. Die
Antriebsdrähte 22a, die Heizeinrichtung 23 und der Sender/Empfänger 14b bil
den eine drahtlos gesteuerte Antriebseinrichtung. Die äußeren Enden der An
triebsdrähte 22a sind am harten Teil 12 befestigt, während ihre inneren Enden an
der Heizeinrichtung 22b befestigt sind.
Die beiden Antriebsdrähte 20a sind diametral an entgegengesetzten Seiten der
Achse des zylindrischen ersten biegsamen Teils 13 angeordnet. Die Heizein
richtung 22b ist eine Schaltung, welche den beiden Antriebsdrähten 22a selektiv
einen elektrischen Strom zuführt, um diese als Funktion von Steuersignalen vom
Sender/Empfänger 14b zu erwärmen, wodurch es möglich wird, den ersten
biegsamen Teil 13 in einer Ebene zu biegen, in denen die beiden Antriebsdrähte
22a liegen.
Braucht der erste biegsame Teil 13 lediglich in einer einzigen Ebene gebogen zu
werden, so reicht es aus, daß im stabförmigen Endoskopkörper 10 das erste Aus
führungsbeispiel des ersten biegsamen Teils 13 gemäß Fig. 26 vorgesehen ist,
das lediglich in einer einzigen Ebene biegbar ist. Soll der erste biegsame Teil 13
in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Ebenen biegbar sein, so muß er so
ausgestaltet sein, wie dies in Fig. 27 dargestellt ist. Fig. 27 zeigt einen Teil eines
zweiten Ausführungsbeispiels des ersten und des zweiten biegsamen Teils 13
und 15 für den Fall, in dem sie in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen
biegsam sein sollen. Beim zweiten Ausführungsbeispiel der biegsamen Teile ist
eine Gliederfolge von Ringverbindungen 27' vorgesehen. Benachbarte Ringver
bindungen 27' sind durch eine erste Achse 27a oder eine zweite Achse 27b so
miteinander verbunden, daß sie rotieren können. Die beiden Achsen 27a und 27b
liegen abwechselnd in aufeinander senkrecht stehenden Richtungen. In Fig. 27
ist aus Gründen der Übersichtlichkeit weder das Stahldrahtrohr 28 noch die oben
genannte elastische Abdeckung 29 dargestellt. Beim zweiten Ausführungsbeispiel
des ersten biegsamen Teils 13 verlaufen vier biegbare Antriebsdrähte 22a durch
diesen biegsamen Teil 13 und den flexiblen Teil 14 (siehe Fig. 25). Die äußeren
Enden der vier Antriebsdrähte 22a sind am ersten harten Teil 12 in Abständen
von 90° um dessen Achse befestigt. Die inneren Enden von Paaren von Antriebs
drähten 22a, welche sich diametral gegenüberliegen, sind an der Heizeinrichtung
22b befestigt. Zwar sind in Fig. 4 nur zwei Antriebsdrähte 22a dargestellt; die
restlichen beiden Antriebsdrähte 22a sind beim zweiten Ausführungsbeispiel des
ersten biegsamen Teils 13 entsprechend angeordnet.
Der zweite biegbare Teil 15 wird zwecks Biegung so wie der erste biegbare Teil
13 gesteuert. Der stabförmige Endoskopkörper 10 enthält eine weitere Vielzahl
von biegbaren Antriebsdrähten 22a (zwei Drähte, wenn der zweite biegsame Teil
lediglich in einer einzigen Ebene biegsam sein soll, oder vier Antriebsdrähte,
wenn der zweite biegsame Teil 15 in zwei aufeinander senkrecht stehenden
Ebenen biegbar sein soll) für den zweiten biegbaren Teil 15 (siehe Fig. 4). Die
Struktur des Mechanismus zum Antrieb des ersten biegsamen Teils 13 unter
Verwendung der Antriebsdrähte 22a ist im wesentlichen identisch mit dem für den
Antrieb des zweiten biegsamen Teils 15 mit der Ausnahme, daß die Spitzen der
Antriebsdrähte 22a zur Betätigung des zweiten biegsamen Teils 15 am zweiten
harten Teil 16 befestigt sind, während die Spitzen der Antriebsdrähte 22a zur
Betätigung des ersten biegsamen Teils 13 am ersten harten Teil 12 befestigt sind.
Die in Fig. 1 dargestellte externe Einrichtung 11 besitzt einen externen Empfangs
teil 11a, einen Monitor 11b, einen Steuerteil 11c für den biegbaren Teil
(Betätigungsteil), einen externen Senderteil 11d, einen Ventilsteuerteil 11e und
einen Mikrowellen-Senderteil (Mikrowellensender) 11f. Die externe Einrichtung
11 überträgt das oben genannte Mikrowellensignal, das zur Stromversorgung für
den stabförmigen Endoskopkörper dient, vom Mikrowellen-Senderteil 11f zum
stabförmigen Endoskopkörper 10. Dieses vom Mikrowellenempfänger 14h
empfangene Mikrowellensignal wird durch die Stromversorgungseinrichtung 14c
in einen elektrischen Strom überführt. Die Stromversorgungseinrichtung 14c
speist den Strom in den Sender/Empfänger 14b und die Steuerschaltung 14d ein.
Durch manuelle Betätigung des Steuerteils 11c für den biegsamen Teil und des
Ventilsteuerteils 11e der externen Einrichtung 11 werden durch diese elektro
magnetische Signale zur Betätigung des ersten und zweiten biegsamen Teils 13
oder 15 und des Ventils 14e erzeugt, welche über den externen Senderteil 11d
auf den stabförmigen Endoskopkörper 10 übertragen werden. Der externe
Empfangsteil 11a nimmt Bildsignale (elektromagnetische Signale) vom Sender/
Empfänger 14b auf. Die empfangenen Bildsignale werden zur Beobachtung durch
einen Arzt auf den Monitor 11b angezeigt.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel des Endoskopsystems nimmt der Senden
Empfänger 14b des stabförmigen Endoskopkörpers 10 die vom externen Sender
teil 11d der externen Einrichtung 11 übertragenen elektromagnetischen Betäti
gungssignale auf, so daß alle grundlegenden Betätigungselemente des stab
förmigen Endoskopkörpers 10 durch die externe Einrichtung 11 drahtlos gesteuert
werden können. Der Stromversorgungsteil 14c liefert Strom für den Sender/
Empfänger 14b und die Steuerschaltung 14d durch Überführung des empfan
genen Mikrowellensignals in elektrischen Strom, so daß die restliche Batterie
leistung im stabförmigen Endoskopkörper 10 nicht beachtet werden muß. Damit
wird es möglich, den inneren Zielteil im Körper ausreichend zu beobachten.
Die LEDs 18a, welche Strom von der Stromversorgungseinrichtung 14c über die
entsprechende Signalleitung 20 aufnehmen, emittieren Licht durch das Beleuch
tungsfenster 18 nach außen. Das durch das Licht beleuchtete Objektbild wird
über das optische Objektivsystem 17a auf der empfindlichen Fläche des CCD-
Bildsensors 17b erzeugt. Das vom CCD-Bildsensor 17b gelieferte Bildsignal wird
durch die Verstärkerschaltung 14a verstärkt. Dieses verstärkte Bildsignal wird
vom Sender/Empfänger 14b übertragen und vom externen Empfangsteil 11a der
externen Einrichtung 11 empfangen. Das von der externen Einrichtung 11
empfangene Signal wird auf dem Monitor 11b betrachtet (siehe Fig. 10). Der Arzt
betätigt den Steuerteil 11c für den biegsamen Teil der externen Einrichtung 11,
um den ersten biegsamen Teil 13 oder dem zweiten biegsamen Teil 15 über die
Heizeinrichtung 22b zu biegen, was durch die von dem externen Senderteil 11d
übertragenen elektromagnetischen Betätigungssignale gesteuert wird, wodurch
die Richtung des optischen Objektsystems 17a zwecks Beobachtung des inneren
Zielteils im Körper geändert wird. Soll ein rohrförmiger Kanal durch komprimierte
Luft im Behälter 14f für komprimierte Luft von der entsprechenden Luft
zuführungsöffnung 19 über das Luftzuführungsrohr 19 zum rohrförmigen Kanal
aufgeweitet werden, was durch Betätigung des Ventilsteuerteils 11h der externen
Einrichtung 11 erfolgt, so daß der Sender/Empfänger 14b zwecks Betätigung des
Ventils 11e vom externen Senderteil 11d gesendete elektromagnetische Betäti
gungssignale empfängt, so wird der Abstand zwischen dem ersten oder zweiten
harten Teil 12 und der Innenwand des rohrförmigen Kanals groß und es wird
möglich, die Innenwand des rohrförmigen Kanals zu beobachten.
Beim Endoskopsystem der oben beschriebenen Art schluckt ein zu unter
suchender Patient den stabförmigen Endoskopkörper 10 vollständig. Danach wird
er zur graduellen Weiterführung im Verdauungskanal durch Peristaltik
ferngesteuert. Soll mit dem Endoskopkörper 10 das Innere des
Verdauungskanals, beispielsweise der Speiseröhre, beobachtet werden, so ist es
zweckmäßiger, daß der Patient den Endoskopkörper 10 vom ersten harten Teil 12
her schluckt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Soll das Innere eines großen
inneren Organs, beispielsweise des Magens, mit dem Endoskopkörper 10
betrachtet werden, so ist es zweckmäßiger, daß der Patient diesen vom zweiten
harten Teil 16 her schluckt, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Bei Beobachtung der
Vater-Papille kann diese mit dem Beobachtungssystem (Frontsicht-
Beobachtungssystem) 17 im ersten harten Teil 12 nach Fig. 8 nicht klar
beobachtet werden, wenn der Patient den Endoskopkörper 10 vom ersten harten
Teil 12 her schluckt. Die Vater-Papille kann jedoch mit dem im zweiten harten Teil
16 vorgesehenen Beobachtungssystem (Seitensicht-Beobachtungssystem) 17
klar und leicht beobachtet werden, wenn der Patient den Endoskopkörper 10 vom
zweiten harten Teil 16 her schluckt.
Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des stabförmigen Endoskopkörper
10. Dieser ist gemäß Fig. 9 an sich gegenüberliegenden Enden mit zwei Ballons
23 versehen. Der Endoskopkörper 10 kann auch mit lediglich einem Ballon 23 an
einem Ende versehen werden. Das zweite Ausführungsbeispiel des Endoskop
körpers 10 ist im wesentlichen identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel mit
der Ausnahme, daß es mit den Ballons 23 versehen ist. Die Ballons 23 können
durch Einleitung von komprimierter Luft aus dem Tank 14f für komprimierte Luft
aufgeblasen werden, wobei der Ventilsteuerteil 11e der externen Einrichtung 11
betätigt wird und der Sender/Empfänger 14b zur Betätigung des Ventils 14e
elektromagnetische Betätigungssignale vom externen Senderteil 11d aufnimmt.
Befindet sich beispielsweise das zweite Ausführungsbeispiel des stabförmigen
Endoskopkörpers 10 in einer rohrförmigen Körperhöhle, so wird der Abstand
zwischen dem harten Teil 12 und der Innenwand der rohrförmigen Körperhöhle
groß, wenn der am vorderen Ende vorgesehene Ballon 23 aufgeblasen wird,
wodurch die Innenwand der rohrförmigen Körperhöhle leicht beobachtet werden
kann (siehe Fig. 10). Wird andererseits der am hinteren Ende des stabförmigen
Endoskopkörpers 10 vorgesehene Ballon 23 aufgeblasen, so kann der
stabförmige Endoskopkörper 10 stabil in einer gewünschten Stellung gemäß Fig.
11 gehalten werden, so daß der innere Zielbereich durch Betätigung des ersten
biegsamen Teils 13 leicht beobachtet werden kann.
Die Fig. 12 bis 17 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des stabförmigen
Endoskopkörpers 10. Dieser besitzt einen ersten harten Teil (unbiegbarer Teil)
12, einen ersten biegsamen Teil 13, einen ersten flexiblen Teil 14, einen zweiten
biegbaren Teil 15, einen zweiten flexiblen Teil 26, einen dritten biegsamen Teil 24
und einen zweiten harten Teil (unbiegbaren Teil) 16 in dieser Reihenfolge vom
vorderen Ende aus (das linke Ende in Fig. 12). Der erste und zweite flexible Teil
15 und 16 sowie der entsprechende damit verbundene erste, zweite und dritte
biegsame Teil 13, 15 und 24 bilden jeweils einen biegbaren Teil. Der stabförmige
Endoskopkörper 10 ist vollständig mit einer elastischen Abdeckung 29 bedeckt,
deren Außenfläche glatt und gut gleitend ist (siehe Fig. 26). Der erste und zweite
harte Teil 12 und 16 ist aus einem harten Material (beispielsweise einem harten
Kunststoff) hergestellt, das makroskopisch nicht deformierbar ist. Der erste und
zweite flexible Teil 14 und 26 ist bei Einführung in eine Körperhöhle in der Form
eines Verdauungstrakts biegbar.
Die harten Teile 12 und 16 enthalten jeweils ein Beobachtungssystem 17, ein
Beleuchtungsfenster 18 und eine Luftzuführungsöffnung 19. Die Beobachtungs
systeme 17 enthalten jeweils ein optisches Objektivsystem 17a und einen CCD-
Bildsensor 17b. Im ersten flexiblen Teil 14 ist eine Verstärkerschaltung 14a, ein
Sender/Empfänger 14b, eine Stromversorgungseinrichtung 14c, eine Steuer
schaltung 14d und ein Mikrowellenempfänger 14h vorgesehen. Die CCD-
Bildsensoren 17b sind über eine entsprechende Signalleitung 20 mit der
Verstärkerschaltung 14a verbunden. Die Verstärkerschaltung 14a ist mit dem
Sender/Empfänger 14b verbunden, welcher im ersten flexiblen Teil 14 angeordnet
ist. Die harten Teile 12 und 16 enthalten jeweils eine am entsprechenden
Beleuchtungsfenster 18 befestigte LED (Lichtemitter) 18a. Diese LED's 18a sind
über die entsprechende Signalleitung 20 mit der Steuerschaltung 14d verbunden
(siehe Fig. 13).
Im zweiten flexiblen Teil 26 ist ein Behälter 14f für komprimierte Luft und ein
Wasserbehälter 14g vorgesehen, welche jeweils ein Ventil 14e besitzen. Die
Luftzuführungsöffnungen 19 sind mit dem äußeren Ende eines entsprechenden
Luftzuführungsrohrs 21 verbunden. Das innere Ende der Luftzuführungsrohre 21
ist mit dem entsprechenden Ventil 14e verbunden. Die Ventile 14e werden durch
die Steuerschaltung 14d geöffnet oder geschlossen. Die Stromversorgungs
einrichtung 14c ist mit dem Sender/Empfänger 14b und der Steuerschaltung 14d
verbunden. Sie wandelt ein vom Mikrowellenempfänger 14h empfangenes
Mikrowellensignal in einen elektrischen Strom für den Sender/Empfänger 14b und
die Steuerschaltung 14d um. Das vom Mikrowellenempfänger 14h empfangene
Mikrowellensignal wird von der externen Einrichtung 11 gesendet.
Fig. 26 zeigt einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels des ersten, zweiten
und dritten biegsamen Teils 13, 15 und 24 in dem Fall, in dem sie in einer
einzigen Ebene biegbar sind. Dieses erste Ausführungsbeispiel der biegsamen
Teile besitzen eine Gliederfolge von Ringverbindungen 27. Benachbarte Ringver
bindungen 27 sind mittels einer Achse 27a so miteinander verbunden, daß sie
jeweils um diese rotieren können. Alle Achsen 27a verlaufen parallel zueinander
und liegen daher in einer gemeinsamen Ebene. Die so ausgebildete Gliederfolge
von Ringverbindungen 27 ist von einem Stahldrahtrohr 28 umgeben. Dieses
Stahldrahtrohr 26 ist seinerseits mit der oben genannten elastischen Abdeckung
27 abgedeckt. Der erste, zweite und dritte biegsame Teil 13, 15 und 24 ist in
bezug auf den ersten und zweiten flexiblen Teil 14 und 26 biegbar und flexibler
und biegbarer als dieser.
Der zweite und der dritte biegsame Teil 15 und 24 wird zwecks Biegung so wie
der erste biegbare Teil 13 gesteuert. Der stabförmige Endoskopkörper 10 enthält
eine weitere Vielzahl von biegbaren Antriebsdrähten 22a (zwei Drähte, wenn der
zweite biegsame Teil lediglich in einer einzigen Ebene biegsam sein soll, oder
vier Antriebsdrähte, wenn der biegsame Teil 15 in zwei aufeinander senkrecht
stehenden Ebenen biegbar sein soll) für den zweiten und dritten biegbaren Teil
15 und 24 (siehe Fig. 14). Die Struktur des Mechanismus zum Antrieb des ersten
biegsamen Teils 13 unter Verwendung der Antriebsdrähte 22a ist im wesentlichen
identisch mit demjenigen zum Antrieb des zweiten und dritten biegsamen Teils 15
und 24 mit der Ausnahme, daß die Spitzen der Antriebsdrähte 22a zur Betätigung
des zweiten biegsamen Teils 15 am zweiten flexiblen Teil 26, die Spitzen der
Antriebsdrähte 22a zur Betätigung des dritten biegsamen Teils 24 am zweiten
harten Teil 16 und die Spitzen der Antriebsdrähte 22a zur Betätigung des ersten
biegsamen Teils 13 am ersten harten Teil 12 befestigt sind.
Da beim dritten Ausführungsbeispiel des stabförmigen Endoskopkörpers 10 der
zweite biegsame Teil 15 zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Teil 14
und 26 angeordnet ist, wobei der zweite biegsame Teil 15 flexibler und biegbarer
als der erste und der zweite flexible Teil 14 und 26 ist, kann der stabförmige
Endoskopkörper 10 leicht in einen rohrförmigen Kanal eines inneren Organs,
beispielsweise des Dickdarms, eingeführt werden (siehe Fig. 16). Gemäß Fig. 17
kann das im zweiten harten Teil 16 vorgesehene Seitensicht-Beobachtungs
system blinde Flecken des im ersten harten Teils 12 vorgesehenen Frontsicht-
Beobachtungssystem kompensieren, wodurch es möglich wird, den inneren
Körperzielbereich zuverlässig und genau zu beobachten.
Die Fig. 18 bis 20 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel des stabförmigen
Endoskopkörpers 10. Dieser Endoskopkörper 10 besitzt einen ersten harten Teil
12, einen biegsamen Teil 25 und einen zweiten harten Teil 16 in dieser
Reihenfolge vom vorderen Ende her (das linke Ende in Fig. 18). Der erste und der
zweite harte Teil 12 und 16 sind aus einem harten Material (beispielsweise einem
harten Kunststoff) hergestellt, das makroskopisch nicht deformierbar ist. Am
Außenumfang des biegbaren Teils 25 ist ein biegsames und flexibles Rohr, wie
beispielsweise ein Stahldrahtrohr, vorgesehen, so daß der gesamte biegsame
Teil 25 biegbar ist. Im ersten harten Teil 12 ist ein Beobachtungssystem (Front
sicht-Beobachtungssystem) 17 und im zweiten harten Teil 16 ein
Beobachtungssystem (Seitensicht-Beobachtungssystem) 17 vorgesehen. Wie
beim ersten Ausführungsbeispiel des stabförmigen Endoskopkörpers 10 kann in
diesem eine Vielzahl von biegbaren Antriebsdrähten 22a (zwei Antriebsdrähte,
wenn der biegsame Teil 25 lediglich in einer einzigen Ebene biegbar sein soll,
oder vier Antriebsdrähte, wenn der biegsame Teil 25 in zwei aufeinander senk
recht stehenden Ebenen biegbar sein soll) vorgesehen, um ihn zwecks Biegung in
der in Fig. 20 dargestellten Weise zu betätigen.
Die Fig. 21 und 22 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel des stabförmigen
Endoskopkörpers 10. Dieses fünfte Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen
identisch mit dem vierten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß beim
fünften Ausführungsbeispiel eine erste Vielzahl von Antriebsdrähten 22a zur
Betätigung der vorderen Hälfte des Endoskopkörpers 10 (die linke Hälfte in Fig.
21) eine zweite Vielzahl von Antriebsdrähten 22a zur Betätigung der hinteren
Hälfte des Endoskopkörpers 10 (die rechte Hälfte in Fig. 21) sowie zwei
Heizeinrichtungen 22b vorgesehen sind. Die äußeren und inneren Enden der
ersten Vielzahl von Antriebsdrähten 22a sind am ersten harten Teil 12 und an der
Heizeinrichtung 22b (die rechten Heizeinrichtungen 22b in Fig. 21) befestigt,
während die äußeren und inneren Enden der zweiten Vielzahl von
Antriebsdrähten 22a am zweiten harten Teil und der zweiten Heizeinrichtung 22b
(die linken Heizeinrichtungen 22b in Fig. 21) befestigt sind. Bei dieser Struktur
kann die vordere Hälfte des Endoskopkörpers 10 so betätigt werden, daß sie sich
unabhängig von der hinteren Hälfte biegt. Dies gilt ebenso umgekehrt. Die
vordere und die hintere Hälfte des Endoskopkörpers 10 kann so betätigt werden,
daß sie sich in der gleichen Richtung gemäß Fig. 20 oder in entgegengesetzten
Richtungen gemäß Fig. 22 biegen. Damit wird es leichter, den Endoskopkörper 10
in einen kompliziert gekrümmten rohrförmigen Körperkanal einzuführen (siehe
Fig. 7 und 8), und es wird möglich, den inneren Körperzielbereich sorgfältig
zu beobachten (siehe Fig. 23 und 24).
Die Stromversorgungseinrichtung 14c des stabförmigen Endoskopkörpers 10
kann zur Vereinfachung der Struktur des Endoskopsystems durch eine
eingebaute Batterie ersetzt werden.
Da sich der stabförmige Endoskopkörper beim erfindungsgemäßen vollständig
schluckbaren Endoskopsystems ohne Kabel oder Drähte, welche ihn mit der
externen Einrichtung verbinden, vollständig in einer Körperhöhle befindet, kann
ein Patient schmerzfrei untersucht werden, selbst wenn der Endoskopkörper
lange in seinem Körper verbleibt. Da darüber hinaus ein innerer Körperzielbereich
aus mehr als einer Richtung beobachtet werden kann, ist er mit wenigen blinden
Flecken leicht und genau zu beobachten.
Claims (16)
1. Vollständig schluckbares Endoskopsystem mit
einem stabförmigen Endoskopkörper, welcher von einem zu untersuchenden Patienten zur Einführung in eine Körperhöhle vollständig geschluckt werden kann und welcher wenigstens einen an einer Krümmung der Körperhöhle biegbaren Teil besitzt; und
einer getrennt vom stabförmigen Endoskopkörper vorgesehenen externen Einrichtung ohne mechanische Verbindung mit diesem;
wobei der stabförmige Endoskopkörper wenigstens einen Lichtemitter, wenigstens zwei Beobachtungssysteme, einen Sender zur Aussendung eines elektromagnetischen Signals, das ein durch die Beobachtungssysteme erzeugtes Bild führt, sowie eine Stromversorgungseinrichtung enthält; und
wobei die externe Einrichtung einen Empfänger zur Aufnahme des das Bild führenden elektromagnetischen Signals enthält.
einem stabförmigen Endoskopkörper, welcher von einem zu untersuchenden Patienten zur Einführung in eine Körperhöhle vollständig geschluckt werden kann und welcher wenigstens einen an einer Krümmung der Körperhöhle biegbaren Teil besitzt; und
einer getrennt vom stabförmigen Endoskopkörper vorgesehenen externen Einrichtung ohne mechanische Verbindung mit diesem;
wobei der stabförmige Endoskopkörper wenigstens einen Lichtemitter, wenigstens zwei Beobachtungssysteme, einen Sender zur Aussendung eines elektromagnetischen Signals, das ein durch die Beobachtungssysteme erzeugtes Bild führt, sowie eine Stromversorgungseinrichtung enthält; und
wobei die externe Einrichtung einen Empfänger zur Aufnahme des das Bild führenden elektromagnetischen Signals enthält.
2. Endoskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Lichtemitter und ein Beobachtungssystem an einem Ende des stabförmigen Endoskopkörpers vorgesehen sind; und
ein weiterer Lichtemitter und ein weiteres Beobachtungssystem am anderen Ende des stabförmigen Endoskopkörpers vorgesehen sind.
daß ein Lichtemitter und ein Beobachtungssystem an einem Ende des stabförmigen Endoskopkörpers vorgesehen sind; und
ein weiterer Lichtemitter und ein weiteres Beobachtungssystem am anderen Ende des stabförmigen Endoskopkörpers vorgesehen sind.
3. Endoskopsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Beobachtungssysteme Frontsicht-Beobachtungssysteme zur
Betrachtung von der Vorderseite an einem Ende des stabförmigen
Endoskopkörpers her sind.
4. Endoskopsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das ein Beobachtungssystem ein Frontsicht-Beobachtungssystem zur Betrachtung vom vorderen Ende des stabförmigen Endoskopkörpers her ist; und
das andere Beobachtungssystem ein Seitensicht-Beobachtungssystem zur Betrachtung von der Seite des stabförmigen Endoskopkörpers her ist.
daß das ein Beobachtungssystem ein Frontsicht-Beobachtungssystem zur Betrachtung vom vorderen Ende des stabförmigen Endoskopkörpers her ist; und
das andere Beobachtungssystem ein Seitensicht-Beobachtungssystem zur Betrachtung von der Seite des stabförmigen Endoskopkörpers her ist.
5. Endoskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der stabförmige Endoskopkörper wenigstens einen flexiblen Teil besitzt, welcher an einem biegbaren Teil vorgesehen ist und sich bei Einwirkung einer externen Kraft biegt;
der biegbare Teil einen biegsamen Teil enthält, der durch die externe Einrichtung zwecks Biegung fernsteuerbar ist;
der stabförmige Endoskopkörper eine ferngesteuerte Antriebseinrichtung enthält, welche ein von der externen Einrichtung übertragenes elektro magnetisches Betätigungssignal aufnimmt, um den biegsamen Teil in Ab hängigkeit davon zu biegen; und
die externe Einrichtung einen Betätigungsteil enthält, welcher das elektro magnetische Betätigungssignal auf die elektromagnetisch ferngesteuerte Antriebseinrichtung überträgt.
daß der stabförmige Endoskopkörper wenigstens einen flexiblen Teil besitzt, welcher an einem biegbaren Teil vorgesehen ist und sich bei Einwirkung einer externen Kraft biegt;
der biegbare Teil einen biegsamen Teil enthält, der durch die externe Einrichtung zwecks Biegung fernsteuerbar ist;
der stabförmige Endoskopkörper eine ferngesteuerte Antriebseinrichtung enthält, welche ein von der externen Einrichtung übertragenes elektro magnetisches Betätigungssignal aufnimmt, um den biegsamen Teil in Ab hängigkeit davon zu biegen; und
die externe Einrichtung einen Betätigungsteil enthält, welcher das elektro magnetische Betätigungssignal auf die elektromagnetisch ferngesteuerte Antriebseinrichtung überträgt.
6. Endoskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der biegbare Teil eine Vielzahl von biegsamen Teilen an unter
schiedlichen Stellen in Längsrichtung des stabförmigen Endoskopkörpers
enthält.
7. Endoskopsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektromagnetisch fernsteuerbare Antriebseinrichtung eine Vielzahl
von Antriebsdrähten aus einer Formgedächtnislegierung und eine Heiz
einrichtung, welche die Vielzahl von Antriebsdrähten zwecks Biegung des
biegsamen Teils erwärmt, enthält.
8. Endoskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromversorgungseinrichtung eine eingebaute Batterie ist.
9. Endoskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die externe Einrichtung einen Mikrowellensender zur Übertragung
eines Mikrowellensignals auf den stabförmigen Endoskopkörper enthält; und
die Stromversorgungseinrichtung das Mikrowellensignal in einen elektr
ischen Strom für den stabförmigen Endoskopkörper umwandelt.
10. Endoskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beobachtungssysteme jeweils ein optisches Objektivsystem und
einen CCD-Bildsensor enthalten.
11. Endoskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die externe Einrichtung einen Monitor enthält, welcher das Bild visuell
anzeigt.
12. Vollständig schluckbares Endoskopsystem mit
einem stabförmigen Endoskopkörper, der wenigstens einen biegsamen Teil, wenigstens einen mit diesem verbundenen flexiblen Teil, wenigstens zwei Lichtemitter, welche wenigstens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen entspre chen, die ein Bild eines durch den entsprechenden Lichtemitter befeuchteten inneren Zielbereiches aufnehmen, sowie einen Sender zur Übertragung eines elektromagnetischen Signals, welches das durch die Bildaufnahme einrichtungen aufgenommene Bild führt, enthält; und
einer Fernsteuerung zur Betätigung des biegsamen Teils.
einem stabförmigen Endoskopkörper, der wenigstens einen biegsamen Teil, wenigstens einen mit diesem verbundenen flexiblen Teil, wenigstens zwei Lichtemitter, welche wenigstens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen entspre chen, die ein Bild eines durch den entsprechenden Lichtemitter befeuchteten inneren Zielbereiches aufnehmen, sowie einen Sender zur Übertragung eines elektromagnetischen Signals, welches das durch die Bildaufnahme einrichtungen aufgenommene Bild führt, enthält; und
einer Fernsteuerung zur Betätigung des biegsamen Teils.
13. Endoskopsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der stabförmige Endoskopkörper einen an einem Ende befestigten ersten harten Teil besitzt, und
ein Lichtemitter und eine Bildaufnahmeeinrichtung am ersten harten Teil befestigt sind.
daß der stabförmige Endoskopkörper einen an einem Ende befestigten ersten harten Teil besitzt, und
ein Lichtemitter und eine Bildaufnahmeeinrichtung am ersten harten Teil befestigt sind.
14. Endoskopsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der stabförmige Endoskopkörper einen zweiten an seinem anderen Ende befestigten harten Teil besitzt; und
der andere Lichtemitter und die andere Bildaufnahmeeinrichtung am zweiten harten Teil befestigt sind.
daß der stabförmige Endoskopkörper einen zweiten an seinem anderen Ende befestigten harten Teil besitzt; und
der andere Lichtemitter und die andere Bildaufnahmeeinrichtung am zweiten harten Teil befestigt sind.
15. Endoskopsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fernsteuerung einen Monitor und einen Empfänger zur Aufnahme
des elektromagnetischen Signals zwecks Anzeige des Bildes auf den
Monitor enthält.
16. Endoskopsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fernsteuerung einen weiteren Sender zur Übertragung eines
Mikrowellensignals auf den stabförmigen Endoskopkörper besitzt und der
stabförmige Endoskopkörper eine Stromversorgungseinrichtung enthält,
welche das Mikrowellensignal aufnimmt und es in einen elektrischen Strom
für den stabförmigen Endoskopkörper umwandelt.
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