DE60130975T2

DE60130975T2 - Steuerbares endoskop und verbessertes einführungsverfahren

Info

Publication number: DE60130975T2
Application number: DE2001630975
Authority: DE
Inventors: Amir Sunnyvale Belson
Original assignee: Neoguide Systems Inc
Current assignee: Intuitive Surgical Inc
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: US20120271109A1; US8641602B2; US20120041262A1; EP1267701A1; JP5023298B2; US20150359414A1; US20020193661A1; EP1267701B1; US20020022765A1; IL152066A0; US20030004399A1; US7044907B2; JP2003528677A; NO20024744D0; US8062212B2; US9138132B2; WO2001074235A1; US6890297B2; NO20024744L; AU5129201A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Endoskope. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erleichtern des Einsetzens eines flexiblen Endoskops entlang eines gewundenen Wegs, wie z. B. für eine kolonoskopische Untersuchung und Behandlung.
Hintergrund der Erfindung
Ein Endoskop ist ein medizinisches Gerät zum Visualisieren des Inneren eines Patientenkörpers. Endoskope können für eine Anzahl verschiedener diagnostischer und intervenierender Verfahren verwendet werden, einschließlich einer Kolonoskopie, Bronchoskopie, Thorakoskopie, Laparoskopie und Videoendoskopie.
Die Kolonoskopie ist ein medizinisches Verfahren, bei dem ein flexibles Endoskop, oder Kolonoskop, für eine diagnostische Untersuchung und/oder eine chirurgische Behandlung des Kolons in das Kolon eines Patienten eingesetzt wird. Ein Standard-Kolonoskop weist eine Länge von typischerweise 135 bis 185 cm und einen Durchmesser von 12 bis 13 mm auf und umfasst ein faseroptisches Bildgebungsbündel, Beleuchtungsfasern und einen oder zwei Geräte- bzw. Instrumentenkanal bzw. -kanäle, der bzw. die auch für ein Einblasen oder eine Spülung verwendet werden kann bzw. können. Das Kolonoskop wird über den Anus des Patienten eingesetzt und durch das Kolon vorgeschoben, was eine direkte visuelle Untersuchung des Kolons, der Ileozökalklappe und von Abschnitten des terminalen Ileum ermöglicht. Das Einsetzen des Kolonoskops wird durch die Tatsache kompliziert gemacht, dass das Kolon einen gewundenen und verknäuelten Weg darstellt. Häufig ist eine beträchtliche Manipulation des Kolonoskops erforderlich, um das Kolonoskop durch das Kolon vorzuschieben, was das Verfahren schwieriger und zeitaufwändiger macht und zu einem Potenzial für Komplikationen beiträgt, wie z. B. einer Darmperforation. Steuerbare Kolonoskope wurden entwickelt, um die Auswahl des korrekten Wegs durch die Krümmungen des Kolons zu erleichtern. Wenn das Kolonoskop jedoch immer weiter in das Kolon eingesetzt wird, wird es schwieriger, das Kolonoskop entlang des ausgewählten Wegs vorzuschieben. Bei jeder Windung muss die Wand des Kolons die Krümmung in dem Kolonoskop aufrechterhalten. Das Kolonoskop reibt gegen die Schleimhautoberfläche des Kolons entlang der Außenseite jeder Windung. Eine Reibung und Entspannung in dem Kolonoskop bilden sich bei jeder Windung, was es immer schwieriger macht, das Kolonoskop vorzuschieben und zurückzuziehen. Darüber hin aus nimmt die Kraft gegen die Wand des Kolons mit dem Aufbau einer Reibung zu. In dem Fall eines extrem gewundenen Zustands kann es unmöglich werden, das Kolonoskop entlang des gesamten Wegs durch das Kolon vorzuschieben.
Steuerbare Endoskope, Katheter und Einsetzvorrichtungen für eine medizinische Untersuchung oder Behandlung innerer Körperstrukturen sind in den folgenden US-Patenten beschrieben: 4,753,223 , 5,337,732 , 5,662,587 , 4,543,090 , 5,383,852 , 5,487,757 und 5,337,733 .
US-A-4 930 494 beschreibt ein Endoskop mit einem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt mit einer Mehrzahl von Segmenten, die jeweils ein Paar von Formgedächtnislegierungswendeln aufweisen. Wenn die Wendeln ihre gespeicherte Form wieder einnehmen, wird das distale Ende des Einsetzabschnitts des Endoskops gebogen. Die Wendeln nehmen ihre gespeicherte Form wieder ein, wenn sie mittels einer Stromversorgungsschaltung konduktiv erwärmt werden. Ein eingegebener Winkel wird als Zielwinkel für das Führungssegment eingestellt und ein erfasster Biegewinkel jedes Segments wird als Zielwinkel für jedes nachfolgende Segment eingestellt. Der eingestellte Wert wird jedes Mal erneuert, wenn die Einsetzdistanz des Einsetzabschnitts eine vorgegebene Distanz erreicht.
FR 2 732 225 beschreibt einen Katheter mit einem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt und mit einem automatisch steuerbaren proximalen Abschnitt. Jeder der Abschnitte des Katheters umfasst Winkelsensoren zur Messung des Winkels jedes Abschnitts, um die Kurve festzulegen, die während der Einführung des Katheters eingenommen werden soll.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die einen länglichen Gerätekörper mit einem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt und einem automatisch steuerbaren proximalen Abschnitt, wobei der selektiv steuerbare distale Abschnitt so konfiguriert ist, dass er selektiv eine ausgewählte Kurve entlang eines vorgesehenen Wegs einnimmt, und der automatisch steuerbare proximale Abschnitt so konfiguriert ist, dass er die ausgewählte Kurve proximal entlang des proximalen Abschnitts des länglichen Gerätekörpers fortsetzt, wenn der längliche Gerätekörper distal vorgeschoben wird, und eine elektronische Bewegungssteuereinrichtung umfasst, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie (i) Steuersignale zu dem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt während des selektiven Steuerns des distalen Abschnitts zum Einnehmen der ausgewählten Kurve entlang des vorgesehenen Wegs überwacht, die ausgewählte Kurve aufzeichnet, und das Fort setzen der ausgewählten Kurve proximal entlang des proximalen Abschnitts automatisch steuert, wenn der längliche Gerätekörper distal vorgeschoben wird.
Gemäß eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Vorschieben eines Geräts entlang eines Wegs bereitgestellt, wobei das Gerät einen selektiv steuerbaren distalen Abschnitt und einen automatisch steuerbaren proximalen Abschnitt aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen von Steuersignalen für den distalen Abschnitt des Geräts, so dass der distale Abschnitt selektiv so gesteuert wird, dass er eine ausgewählte Kurve entlang eines vorgesehenen Wegs aufweist, Überwachen der Steuersignale unter Verwendung einer elektronischen Bewegungssteuereinrichtung, Aufzeichnen der ausgewählten Kurve in der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung, und Verwenden der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung während des distalen Vorschiebens des Geräts zum automatischen Steuern des proximalen Abschnitts des Geräts derart, dass es eine ausgewählte Kurve einnimmt, wobei das Verfahren kein Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers durch eine Chirurgie oder Therapie oder kein diagnostisches Verfahren ist, das am menschlichen oder tierischen Körper durchgeführt wird.
Mehrere Ausführungsformen des Geräts werden nachstehend beschrieben und veranschaulicht. In einer bevorzugten Form weist die Vorrichtung die Form eines steuerbaren Endoskops zum Passieren gewundener Wege durch den Körper eines Patienten auf. Das steuerbare Endoskop kann für eine Anzahl verschiedener diagnostischer und intervenierender Verfahren verwendet werden, einschließlich einer Kolonoskopie, Bronchoskopie, Thorakoskopie, Laparoskopie und Videoendoskopie. Das steuerbare Endoskop ist besonders gut zum Passieren der gewundenen Kurven geeignet, die angetroffen werden, wenn ein Kolonoskopieverfahren durchgeführt wird.
Das steuerbare Endoskop weist einen länglichen Körper mit einem manuell oder selektiv steuerbaren distalen Abschnitt und einem automatisch gesteuerten proximalen Abschnitt auf. Der selektiv steuerbare distale Abschnitt kann bis zu einer vollen 180 Grad-Biegung in jedweder Richtung selektiv gesteuert oder gebogen werden. Ein faseroptisches Bildgebungsbündel und eine oder mehrere Beleuchtungsfaser(n) erstrecken sich durch den Körper von dem proximalen Ende zum distalen Ende. Alternativ kann das Endoskop als ein Videoendoskop mit einer miniaturisierten Videokamera, wie z. B. einer CCD-Kamera, konfiguriert sein, die Bilder durch ein Übertragungskabel oder durch eine drahtlose Übertragung zu einem Videomonitor überträgt. Gegebenenfalls kann das Endoskop einen oder zwei Gerätekanal bzw. -kanäle umfassen, der bzw. die auch für ein Einblasen oder eine Spülung verwendet werden kann bzw. können.
Ein proximaler Griff, der an dem länglichen Körper angebracht ist, umfasst ein Okular für ein direktes Betrachten und/oder zum Verbinden mit einer Videokamera, eine Verbindung mit einer Beleuchtungsquelle und ein oder mehrere Luer-Lock-Anschlussstück(e), das bzw. die mit den Gerätekanälen verbunden ist bzw. sind. Der Griff ist mit einer Steuereinrichtung zum selektiven Steuern oder Biegen des selektiv steuerbaren distalen Abschnitts in der gewünschten Richtung und mit einer elektronischen Bewegungssteuereinrichtung zum Steuern des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts des Endoskops verbunden. Ein Axialbewegungswandler ist zur Messung der Axialbewegung des Endoskopkörpers, wenn dieser vorgeschoben und zurückgezogen wird, bereitgestellt. Gegebenenfalls kann das Endoskop einen Motor oder eine Linearbetätigungseinrichtung zum automatischen Vorschieben und Zurückziehen des Endoskops umfassen.
Das distale Ende des Endoskops kann in einen Patienten entweder durch eine natürliche Öffnung oder durch einen Einschnitt eingesetzt werden und der selektiv steuerbare distale Abschnitt kann so gesteuert werden, dass ein gewünschter Weg gewählt wird. Wenn der Endoskopkörper vorgeschoben wird, betätigt die elektronische Bewegungssteuereinrichtung den automatisch gesteuerten proximalen Abschnitt des Körpers derart, dass die ausgewählte Kurve des selektiv steuerbaren distalen Abschnitts eingenommen wird. Dieses Verfahren wird durch Auswählen eines anderen vorgesehenen Wegs mit dem selektiv steuerbaren Abschnitt und erneutes Vorschieben des Endoskopkörpers wiederholt. Wenn der Endoskopkörper weiter vorgeschoben wird, erstreckt sich die ausgewählte Kurve proximal entlang des Endoskopkörpers. Entsprechend erstrecken sich dann, wenn der Endoskopkörper proximal zurückgezogen wird, die ausgewählten Kurven distal entlang des Endoskopkörpers. Dies erzeugt eine Art von Serpentinenbewegung in dem Endoskopkörper, die es ermöglicht, gewundene Kurven entlang eines gewünschten Wegs durch oder um und zwischen Organen innerhalb des Körpers zu passieren.
Das Endoskop kann zur Durchführung einer Kolonoskopie oder anderer endoskopischer Verfahren, wie z. B. einer Bronchoskopie, Thorakoskopie, Laparoskopie und Videoendoskopie, verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Kolonoskop des Standes der Technik, das für eine kolonoskopische Untersuchung des Kolons eines Patienten verwendet wird.
2 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen steuerbaren Endoskops.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen steuerbaren Endoskops.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen steuerbaren Endoskops.
5 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen steuerbaren Endoskops.
6 zeigt ein Drahtrahmenmodell eines Abschnitts des Körpers des Endoskops in einer neutralen oder geraden Position.
7 zeigt das Drahtrahmenmodell des in der 6 gezeigten Endoskopkörpers, der durch eine Kurve in dem Kolon eines Patienten verläuft.
8 bis 13 zeigen das erfindungsgemäße Endoskop, das für eine kolonoskopische Untersuchung des Kolons eines Patienten verwendet wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die 1 zeigt ein Kolonoskop 500 des Standes der Technik, das für eine kolonoskopische Untersuchung des Kolons eines Patienten verwendet wird. Das Kolonoskop 500 weist einen proximalen Griff 506 und einen länglichen Körper 502 mit einem steuerbaren distalen Abschnitt 504 auf. Der Körper 502 des Kolonoskops 500 wurde geschmiert und über den Anus A des Patienten in das Kolon C eingesetzt. Unter Nutzung des steuerbaren distalen Abschnitts 504 zur Führung wurde der Körper 502 des Kolonoskops 500 durch mehrere Windungen in dem Kolon C des Patienten zu dem aufsteigenden Kolon G manövriert. Typischerweise umfasst dies ein beträchtliches Ausmaß an Manipulation durch Schieben, Ziehen und Drehen des Kolonoskops 500 von dem proximalen Ende, um es durch die Windungen des Kolons C vorzuschieben. Nachdem der steuerbare distale Abschnitt 504 weitergeschoben wurde, hält die Wand des Kolons C die Kurve in dem flexiblen Körper 502 des Kolonoskops 500 aufrecht, wenn es vorgeschoben wird. Entlang des Körpers 502 des Kolonoskops 500 entwickelt sich eine Reibung, wenn es eingesetzt wird, und zwar insbesondere bei jeder Windung in dem Kolon C. Aufgrund der Reibung neigt der Körper 502' dann, wenn der Anwender versucht, das Kolonoskop 500 vorzuschieben, dazu, sich bei jeder Kurve auswärts zu bewegen und drückt gegen die Wand des Kolons C, was das Problem durch Erhöhen der Reibung verstärkt und es schwieriger macht, das Kolonoskop 500 vorzuschieben. Wenn das Kolonoskop 500 andererseits zurückgezogen wird, neigt der Körper 502'' dazu, sich bei jeder Kurve nach innen zu bewegen, wobei dessen Schlaffheit vorliegt, die beim Vorschieben des Kolonoskops 500 entwickelt wurde. Wenn das Kolon C des Patienten extrem gewunden ist, reagiert das distale Ende des Körpers 502 nicht mehr auf die Manipulationen des Anwenders und schließlich wird es unmöglich, das Kolonoskop 500 noch weiter vorzuschieben. Zusätzlich zu der Schwierigkeit, die sie für den Anwender darstellen, erhöhen die Windungen des Kolons des Patienten auch das Risiko von Komplikationen, wie z. B. einer Darmperforation.
Die 2 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen steuerbaren Endoskops 100. Das Endoskop 100 weist einen länglichen Körper 102 mit einem manuell oder selektiv steuerbaren distalen Abschnitt 104 und einem automatisch gesteuerten proximalen Abschnitt 106 auf. Der selektiv steuerbare distale Abschnitt 104 kann bis zu einer vollen 180 Grad-Biegung in jedweder Richtung selektiv gesteuert oder gebogen werden. Ein faseroptisches Bildgebungsbündel 112 und eine oder mehrere Beleuchtungsfaser(n) 114 erstrecken sich durch den Körper 102 von dem proximalen Ende 110 zu dem distalen Ende 108. Alternativ kann das Endoskop 100 als ein Videoendoskop mit einer miniaturisierten Videokamera, wie z. B. einer CCD-Kamera, die am distalen Ende 108 des Endoskopkörpers 102 angeordnet ist, konfiguriert sein. Die Bilder von der Videokamera können durch ein Übertragungskabel oder durch eine drahtlose Übertragung zu einem Videomonitor übertragen werden. Gegebenenfalls kann der Körper 102 des Endoskops 100 einen oder zwei Geräte- bzw. Instrumentenkanal bzw. -kanäle 116, 118 umfassen, der bzw. die auch für ein Einblasen oder eine Spülung verwendet werden kann bzw. können. Der Körper 102 des Endoskops 100 ist hochflexibel, so dass er ohne Stauchen oder Knicken um Kurven mit kleinem Durchmesser gebogen werden kann. Bei einer Konfiguration für eine Verwendung als Kolonoskop weist der Körper 102 des Endoskops 100 typischerweise eine Länge von 135 bis 185 cm und einen Durchmesser von etwa 12 bis 13 mm auf. Das Endoskop 100 kann in verschiedenen anderen Größen und Konfigurationen für andere medizinische und industrielle Anwendungen hergestellt werden.
Ein proximaler Griff 120 ist an dem proximalen Ende 110 des länglichen Körpers 102 angebracht. Der Griff 120 umfasst ein Okular 124, das mit dem faseroptischen Bildgebungsbündel 112 zum direkten Betrachten und/oder zum Verbinden mit einer Videokamera 126 verbunden ist. Der Griff 120 ist mit einer Beleuchtungsquelle 128 durch ein Beleuchtungskabel 134 verbunden, das mit den Beleuchtungsfasern 114 verbunden oder kontinuierlich damit ist. Ein erstes Luer-Lock-Anschlussstück 130 und ein zweites Luer-Lock-Anschlussstück 132 an dem Griff 120 sind mit den Gerätekanälen 116, 118 verbunden.
Der Griff 120 ist mit einem Steuerungskabel 136 mit einer elektronischen Bewegungssteuereinrichtung 140 verbunden. Eine Steuereinrichtung 122 ist mit der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung 140 mittels eines zweiten Kabels 138 verbunden. Die Steuereinrichtung 122 ermöglicht es dem Anwender, den selektiv steuerbaren distalen Abschnitt 104 des Körpers 102 selektiv in der gewünschten Richtung zu steuern oder zu biegen. Die Steuereinrichtung 122 kann eine Joystick-Steuereinrichtung, wie es gezeigt ist, oder ein anderer bekannter Steuereinrichtungsmechanismus sein. Die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 steuert die Bewegung des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts 106 des Körpers 102. Die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 kann unter Verwendung eines Bewegungssteuerprogramms, das auf einem Mikrocomputer läuft, oder unter Verwendung einer anwendungsspezifischen Bewegungssteuereinrichtung implementiert werden. Alternativ kann die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 unter Verwendung einer Steuereinrichtung mit neuronalem Netzwerk implementiert werden.
Ein Axialbewegungswandler 150 ist bereitgestellt, um die Axialbewegung des Endoskopkörpers 102 zu messen, wenn er vorgeschoben und zurückgezogen wird. Der Axialbewegungswandler 150 kann in vielen möglichen Konfigurationen hergestellt werden. Beispielsweise ist der Axialbewegungswandler 150 in der 2 als Ring 152 konfiguriert, der den Körper 102 des Endoskops 100 umgibt. Der Axialbewegungswandler 150 ist an einem feststehenden Bezugspunkt angebracht, wie z. B. dem Operationstisch oder dem Einsetzpunkt für das Endoskop 100 am Körper des Patienten. Wenn der Körper 102 des Endoskops 100 durch den Axialbewegungswandler 150 gleitet, erzeugt er ein Signal, das die axiale Position des Endoskopkörpers 102 bezüglich des feststehenden Bezugspunkts anzeigt, und sendet mittels Telemetrie oder mittels eines Kabels (nicht gezeigt) ein Signal zu der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung 140. Der Axialbewegungswandler 150 kann optische, elektronische oder mechanische Mittel zur Messung der axialen Position des Endoskopkörpers 102 nutzen. Andere mögliche Konfigurationen für den Axialbewegungswandler 150 sind nachstehend beschrieben.
Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Endoskops 100 der vorliegenden Erfindung. Wie in der Ausführungsform von 2 weist das Endoskop 100 einen länglichen Körper 102 mit einem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt 104 und einem automatisch gesteuerten proximalen Abschnitt 106 auf. Die Steuereinrichtung 122 ist in dem proximalen Griff 120 in der Form von einem oder zwei Drehknöpfen zum selektiven Steuern des selektiv steuerbaren distalen Abschnitts 104 des Endoskops 100 integriert. Gegebenenfalls kann die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 miniaturisiert und auch in dem proximalen Griff 120 integriert werden. In dieser Ausführungsform ist der Axialbewegungswandler 150 mit einer Basis 154 konfiguriert, die an einem feststehenden Bezugspunkt, wie z. B. dem Operationstisch, angebracht werden kann. Eine erste Rolle 156 und eine zweite Rolle 158 kontaktieren das Äußere des Endoskopkörpers 102. Ein Mehrfach-Drehpotentiometer 160 oder ein anderer Bewegungswandler ist mit der ersten Rolle 156 verbunden, um die Axialbewegung des Endoskopkörpers 102 zu messen und ein Signal zu erzeugen, das die axiale Position anzeigt.
Das Endoskop 100 kann durch Anwender, der den Körper 102 distal zu dem Axialbewegungswandler 150 greift, manuell vorgeschoben oder zurückgezogen werden. Alternativ kann bzw. können die erste Rolle 156 und/oder die zweite Rolle 158 mit einem Motor 162 zum automatischen Vorschieben und Zurückziehen des Körpers 102 des Endoskops 100 verbunden sein.
Die 4 zeigt eine dritte Ausführungsform des Endoskops 100 der vorliegenden Erfindung, die ein längliches Gehäuse 170 nutzt, um das Endoskop 100 auszurichten und aufzunehmen. Das Gehäuse 170 weist eine Basis 172 mit einer linearen Bahn 174 auf, um den Körper 102 des Endoskops 100 zu führen. Das Gehäuse 170 kann einen Axialbewegungswandler 150' aufweisen, der als Linearbewegungswandler konfiguriert ist, der in der linearen Bahn 174 integriert ist. Alternativ kann das Gehäuse 170 einen Axialbewegungswandler 150'' aufweisen, der ähnlich wie der Axialbewegungswandler 150 in der 2 oder 3 konfiguriert ist. Das Endoskop 100 kann durch den Anwender, der den Körper 102 distal zu dem Gehäuse 170 greift, manuell vorgeschoben oder zurückgezogen werden. Alternativ kann das Gehäuse 170 einen Motor 176 oder einen anderen Linearbewegungswandler zum automatischen Vorschieben und Zurückziehen des Körpers 102 des Endoskops 100 umfassen. In einer anderen alternativen Konfiguration kann ein Motor mit Reibrädern, der demjenigen ähnlich ist, der im Zusammenhang mit der 3 beschrieben worden ist, in den Axialbewegungswandler 150'' integriert werden.
Die 5 zeigt eine vierte Ausführungsform des Endoskops 100 der vorliegenden Erfindung, die ein rotierendes Gehäuse 180 nutzt, um das Endoskop 100 auszurichten und aufzunehmen. Das Gehäuse 180 weist eine Basis 182 mit einer rotierenden Trommel 184 auf, um den Körper 102 des Endoskops 100 zu führen. Das Gehäuse 180 kann einen Axialbewegungswandler 150''' aufweisen, der als Potentiometer konfiguriert ist, das mit der Drehachse 186 der rotierenden Trommel 184 verbunden ist. Alternativ kann das Gehäuse 180 einen Axialbewegungswandler 150'' aufweisen, der ähnlich wie der Axialbewegungswandler 150 in der 2 oder 3 konfiguriert ist. Das Endoskop 100 kann durch den Anwender, der den Körper 102 distal zu dem Gehäuse 180 greift, manuell vorgeschoben oder zurückgezogen werden.
Alternativ kann das Gehäuse 180 einen Motor 188, der mit der rotierenden Trommel 184 verbunden ist, zum automatischen Vorschieben und Zurückziehen des Körpers 102 des Endoskops 100 umfassen. In einer anderen alternativen Konfiguration kann ein Motor mit Reibrädern, der demjenigen ähnlich ist, der im Zusammenhang mit der 3 beschrieben worden ist, in den Axialbewegungswandler 150'' integriert werden.
Die 6 zeigt ein Drahtrahmenmodell eines Abschnitts des Körpers 102 des Endoskops 100 in einer neutralen oder geraden Position. Der größte Teil der inneren Struktur des Endoskopkörpers 102 wurde aus Gründen der Klarheit in dieser Zeichnung weggelassen. Der Endoskopkörper 102 ist in die Abschnitte 1, 2, 3, ... 10, usw., aufgeteilt. Die Geometrie jedes Abschnitts ist durch vier Längenabmessungen entlang der Achsen a, b, c und d definiert. Beispielsweise ist die Geometrie des Abschnitts 1 durch die vier Längenabmessungen l_1a, l_1b, l_1c, l_1d definiert und die Geometrie des Abschnitts 2 ist durch die vier Längenabmessungen l_2a, l_2b, l_2c, l_2d definiert, usw. Vorzugsweise wird jede der Längenabmessungen einzeln durch eine Linearbetätigungseinrichtung (nicht gezeigt) gesteuert. Die Linearbetätigungseinrichtungen können eines von mehreren verschiedenen Betriebsprinzipien nutzen. Beispielsweise kann jede der Linearbetätigungseinrichtungen eine selbsterwärmende NiTi-Legierung-Linearbetätigungseinrichtung oder eine elektrorheologischer Kunststoff-Betätigungseinrichtung oder eine andere bekannte mechanische, pneumatische, hydraulische Betätigungseinrichtung sein. Die Geometrie jedes Abschnitts kann unter Verwendung der Linearbetätigungseinrichtungen verändert werden, so dass die vier Längenabmessungen entlang der a-, b-, c- und d-Achsen verändert werden. Vorzugsweise werden die Längenabmessungen in komplementären Paaren verändert, so dass der Endoskopkörper 102 in einer gewünschten Richtung selektiv gebogen wird. Um beispielsweise den Endoskopkörper 102 in der Richtung der Achse a zu biegen, würden die Abmessungen l_1a, l_2a, l_3a, ... l_10a verkürzt und die Abmessungen l_1b, l_2b, l_3b, ... l_10b in dem gleichen Maß verlängert werden. Das Ausmaß, in dem diese Abmessungen verändert werden, bestimmt den Radius der resultierenden Kurve.
In dem selektiv steuerbaren Abschnitt 104 des Endoskopkörpers 102 werden die Linearbetätigungseinrichtungen, welche die Abmessungen der a-, b-, c- und d-Achse jedes Abschnitts steuern, durch den Anwender mittels der Steuereinrichtung 122 selektiv gesteuert. Folglich kann durch ein geeignetes Steuern der Abmessungen der a-, b-, c- und d-Achse der selektiv steuerbare distale Abschnitt 104 des Endoskopkörpers 102 volle 180 Grad in jedweder Richtung selektiv gesteuert oder gebogen werden.
In dem automatisch gesteuerten proximalen Abschnitt 106 werden jedoch die Abmessungen der a-, b-, c- und d-Achse jedes Abschnitts durch die elektronische Bewegungssteuereinrich tung 140, die ein Kurvenvorschubverfahren zur Steuerung der Form des Endoskopkörpers 102 nutzt, automatisch gesteuert. Um zu erläutern, wie das Kurvenvorschubverfahren funktioniert, zeigt die 7 das Drahtrahmenmodell eines Teils des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts 106 des Endoskopkörpers 102, der in der 6 gezeigt ist, welcher durch eine Kurve in dem Kolon C eines Patienten verläuft. Aus Gründen der Einfachheit ist ein Beispiel einer zweidimensionalen Kurve gezeigt und nur die a- und die b-Achse werden berücksichtigt. In einer dreidimensionalen Kurve würden alle vier Achsen a, b, c und d beteiligt sein.
In der 7 wurde der Endoskopkörper 102 durch die Kurve in dem Kolon C manövriert, wobei der selektiv steuerbare distale Abschnitt 104 genutzt wurde (dieser Teil des Verfahrens wird nachstehend detaillierter erläutert), und nun liegt der automatisch gesteuerte proximale Abschnitt 106 in der Kurve vor. Die Abschnitte 1 und 2 liegen in einem relativ geraden Teil des Kolons C vor, weshalb l_1a = l_1b und l_2a = l_2b. Da die Abschnitte 3 bis 7 jedoch in dem S-förmigen gekrümmten Abschnitt vorliegen, ist l_3a < l_3b, l_4a < l_4b und l_5a < l_5b, jedoch ist l_6a > l_6b l_7a > l_7b und l_8a > l_8b. Wenn der Endoskopkörper 102 um eine Einheit distal vorgeschoben wird, bewegt sich der Abschnitt 1 in die mit 1' bezeichnete Position, der Abschnitt 2 bewegt sich in die vorher von dem Abschnitt 1 eingenommene Position, der Abschnitt 3 bewegt sich in die vorher von dem Abschnitt 2 eingenommene Position, usw. Der Axialbewegungswandler 150 erzeugt ein Signal, das die axiale Position des Endoskopkörpers 102 bezüglich eines feststehenden Bezugspunkts anzeigt und sendet das Signal zu der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung 140. Durch die Steuerung der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung 140 wird jedes Mal, wenn der Endoskopkörper 102 um eine Einheit vorgeschoben wird, jedem Abschnitt in dem automatisch gesteuerten proximalen Abschnitt 106 ein Signal dahingehend zugeführt, dass die Form des Abschnitts angenommen werden soll, der vorher den Raum eingenommen hat, in dem er sich nun befindet. Wenn daher der Endoskopkörper 102 zu der mit 1' markierten Position vorgeschoben wird, ist l_1a = l_1b, l_2a = l_2b, l_3a = l_3b, l_4a < l_4b, l_5a < l_5b, l_6a < l_6b, l_7a > l_7b, l_8a > l_8b und l_9b > l_9b, und wenn der Endoskopkörper 102 zu der mit 1'' markierten Position vorgeschoben wird, ist l_1a = l_1b, l_2a = l_2b, l_3a = l_3b, l_4a = l_4b, l_5a < l_5b, l_6a < l_6b, l_7a < l_7b, l_8a > l_8b, l_9a > l_9b und l_10a > l_10b. Folglich setzt sich die S-förmige Kurve entlang der Länge des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts 106 des Endoskopkörpers 102 fort. Die S-förmige Kurve scheint räumlich fixiert zu sein, wenn der Endoskopkörper 102 distal vorgeschoben wird.
Entsprechend wird dann, wenn der Endoskopkörper 102 proximal zurückgezogen wird, jedes Mal, wenn der Endoskopkörper 102 proximal um eine Einheit bewegt wird, jedem Abschnitt in dem automatisch gesteuerten proximalen Abschnitt 106 ein Signal dahingehend zugeführt, dass die Form des Abschnitts angenommen werden soll, der vorher den Raum eingenom men hat, in dem er sich nun befindet. Die S-förmige Kurve setzt sich distal entlang der Länge des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts 106 des Endoskopkörpers 102 fort und die S-förmige Kurve scheint räumlich fixiert zu sein, wenn der Endoskopkörper 102 proximal zurückgezogen wird.
Wann immer der Endoskopkörper 102 vorgeschoben oder zurückgezogen wird, erfasst der Axialbewegungswandler 150 die Änderung der Position und die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 setzt die ausgewählten Kurven proximal oder distal entlang des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts 106 des Endoskopkörpers 102 fort, um die Kurven in einer räumlich fixierten Position zu halten. Dies ermöglicht es dem Endoskopkörper 102, sich durch gewundene Kurven zu bewegen, ohne auf die Wand des Kolons C eine übermäßige Kraft auszuüben.
Die 8 bis 13 zeigen das Endoskop 100 der vorliegenden Erfindung, das für eine kolonoskopische Untersuchung des Kolons Eines Patienten verwendet wird. Gemäß der 8 wurde der Endoskopkörper 102 geschmiert und durch den Anus A in das Kolon C eines Patienten eingesetzt. Das distale Ende 108 des Endoskopkörpers 102 wird durch das Rektum R vorgeschoben, bis die erste Windung in dem Kolon C erreicht ist, wie es durch das Okular 124 oder auf einem Videomonitor festgestellt wird. Um die Windung zu passieren, wird der selektiv steuerbare distale Abschnitt 104 des Endoskopkörpers 102 durch den Anwender durch die Steuereinrichtung 122 manuell in Richtung des sigmoiden Kolons S gesteuert. Die Steuersignale von der Steuereinrichtung 122 zu dem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt 104 werden durch die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 überwacht. Wenn die korrekte Kurve des selektiv steuerbaren distalen Abschnitts 104 zum Vorschieben des distalen Endes 108 des Endoskopkörpers 102 in das sigmoide Kolon S ausgewählt worden ist, wird die Kurve in dem Speicher der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung 140 als Bezug gespeichert. Dieser Schritt kann in einem manuellen Modus durchgeführt werden, bei dem der Anwender einen Befehl für die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 zum Aufzeichnen der ausgewählten Kurve unter Verwendung von Tastaturbefehlen oder Sprachbefehlen eingibt. Alternativ kann dieser Schritt in einem automatischen Modus durchgeführt werden, bei dem der Anwender ein Signal an die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 eingibt, dass die gewünschte Kurve durch distales Vorschieben des Endoskopkörpers 102 ausgewählt worden ist.
Unabhängig davon, ob im manuellen Modus oder im automatischen Modus vorgegangen wird, wird der Endoskopkörper 102, sobald die gewünschte Kurve mit dem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt 104 ausgewählt worden ist, distal vorgeschoben und die ausgewählte Kurve wird entlang des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts 106 des Endoskopkörpers 102 durch die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 proximal fortgesetzt, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Die Kurve bleibt räumlich fixiert, während der Endoskopkörper 102 distal durch das sigmoide Kolon S vorgeschoben wird. In einem besonders gewundenen Kolon muss der selektiv steuerbare distale Abschnitt 104 gegebenenfalls durch mehrere Kurven gesteuert werden, um das sigmoide Kolon S zu passieren.
Wie es in der 9 veranschaulicht ist, kann der Anwender das Endoskop 100 an jedwedem Punkt für eine Untersuchung oder Behandlung der Schleimhautoberfläche oder jedweder anderer Merkmale innerhalb des Kolons C stoppen. Der selektiv steuerbare Abschnitt 104 kann in jedweder Richtung gesteuert werden, um das Innere des Kolons C zu untersuchen. Wenn der Anwender die Untersuchung des sigmoiden Kolons S abgeschlossen hat, wird der selektiv steuerbare distale Abschnitt 104 in einer Richtung nach oben zu dem absteigenden Kolon D gesteuert. Sobald die gewünschte Kurve mit dem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt 104 ausgewählt worden ist, wird der Endoskopkörper 102 distal in das absteigende Kolon D vorgeschoben und die zweite Kurve sowie die erste Kurve werden proximal entlang des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts 106 des Endoskopkörpers 102 fortgesetzt, wie es in der 10 gezeigt ist.
Wenn der Anwender an einem beliebigen Zeitpunkt entscheidet, dass der Weg, den der Endoskopkörper 102 zurücklegt, revidiert oder korrigiert werden muss, kann das Endoskop 100 proximal zurückgezogen werden und an die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 der Befehl gegeben werden, die vorher ausgewählte Kurve zu löschen. Dies kann manuell unter Verwendung von Tastaturbefehlen oder von Sprachbefehlen oder automatisch durch Programmieren der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung 140 derart, dass sie in einen Revisionsmodus eintritt, wenn der Endoskopkörper 102 um eine bestimmte Distanz zurückgezogen wird, durchgeführt werden. Die revidierte oder korrigierte Kurve wird unter Verwendung des selektiv steuerbaren distalen Abschnitts 104 ausgewählt und der Endoskopkörper 102 wird in der vorstehend beschriebenen Weise vorgeschoben.
Der Endoskopkörper 102 wird durch das absteigende Kolon D vorgeschoben, bis er die linke (Milz-) Biegung F₁ des Kolons erreicht. Hier muss der Endoskopkörper 102 in vielen Fällen eine nahezu 180 Grad-Haarnadelwindung passieren. Wie vorher wird die gewünschte Kurve unter Verwendung des selektiv steuerbaren distalen Abschnitts 104 ausgewählt und der Endoskopkörper 102 wird distal durch das quer verlaufende Kolon T vorgeschoben, wie es in der 11 gezeigt ist. Jede der vorher ausgewählten Kurven wird proximal entlang des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts 106 des Endoskopkörpers 102 fortgesetzt. Das gleiche Verfahren wird bei der rechten (Leber-) Biegung F_r des Kolons durchgeführt und das distale Ende 108 des Endoskopkörpers 102 wird durch das absteigende Kolon G zu dem Zökum E vorgeschoben, wie es in der 12 gezeigt ist. Das Zökum E, die Ileozökalklappe V und der Endabschnitt des Ileums I können ausgehend von diesem Punkt unter Verwendung des selektiv steuerbaren distalen Abschnitts 104 des Endoskopkörpers 102 untersucht werden.
Die 13 zeigt das Endoskop 100, wie es durch das Kolon C zurückgezogen wird. Wenn das Endoskop 100 zurückgezogen wird, folgt der Endoskopkörper 102 den vorher ausgewählten Kurven durch distales Fortsetzen der Kurven entlang des automatisch gesteuerten Abschnitts 106, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Der Anwender kann das Endoskop 100 an jedwedem Punkt stoppen, um die Schleimhautoberfläche oder jedwedes andere Merkmal innerhalb des Kolons C unter Verwendung des selektiv steuerbaren distalen Abschnitts 104 des Endoskopkörpers 102 zu untersuchen oder zu behandeln.
In einem bevorzugten Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 einen elektronischen Speicher, in dem ein dreidimensionales mathematisches Modell des Kolons eines Patienten oder einer anderen Anatomie gespeichert ist, durch die der Endoskopkörper 102 manövriert wird. Das dreidimensionale Modell kann von dem Anwender so gestaltet werden, dass es die Stelle von anatomischen Fixpunkten, von Läsionen, Polypen, Biopsieproben und anderen interessierenden Merkmalen aufzeichnet. Das dreidimensionale Modell der Anatomie des Patienten kann verwendet werden, um das Wiedereinsetzen des Endoskopkörpers 102 in nachfolgenden Verfahren zu erleichtern. Darüber hinaus können die Gestaltungen verwendet werden, um die Stelle der interessierenden Merkmale schnell zu finden. Beispielsweise kann das dreidimensionale Modell mit der Stelle gestaltet werden, an der eine Biopsieprobe während einer Übersichtsendoskopie entnommen wurde. Die Stelle der Biopsieprobe kann in nachfolgenden Verfahren zuverlässig wieder lokalisiert werden, um den Fortschritt eines potenziellen Krankheitsprozesses zu verfolgen und/oder an der Stelle ein therapeutisches Verfahren durchzuführen.
In einer besonders bevorzugten Variation dieses Verfahrens kann die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 auf der Basis des dreidimensionalen Modells in dem elektronischen Speicher so programmiert werden, dass der Endoskopkörper 102 automatisch die geeignete Form zum Folgen des gewünschten Wegs einnimmt, wenn er durch die Anatomie des Patienten bewegt wird. In Ausführungsformen des steuerbaren Endoskops 100, die für ein automatisches Vorschieben und Zurückziehen des Endoskopkörpers 102 konfiguriert sind, wie es vorstehend im Zusammenhang mit den 3, 4 und 5 beschrieben worden ist, kann an den Endoskopkörper 102 ein Befehl gegeben werden, sich automatisch durch die Anatomie des Patienten zu der Stelle einer vorher festgestellten Läsion oder eines anderen interessierenden Punkts auf der Basis des dreidimensionalen Modells in dem elektronischen Speicher fortzubewegen.
Eine Bildgebungssoftware würde das Betrachten des dreidimensionalen Modells der Anatomie des Patienten, das unter Verwendung des steuerbaren Endoskops 100 erhalten worden ist, auf einem Computermonitor oder dergleichen ermöglichen. Dies würde Vergleiche zwischen dem dreidimensionalen Modell und Bildern, die mit anderen Bildgebungsverfahren erhalten worden sind, wie z. B. Fluoroskopie, Radiographie, Ultrasonographie, Magnetresonanzbildgebung (MRI), Computertomographie (CT-Abtastung), Elektronenstrahltomographie oder virtuelle Kolonoskopie, erleichtern. Umgekehrt können Bilder von diesen anderen Bildgebungsverfahren verwendet werden, um einen ungefähren Weg oder eine ungefähre Trajektorie zu ermitteln, um das Einsetzen des Endoskopkörpers 102 zu erleichtern. Darüber hinaus können Bilder von anderen Bildgebungsverfahren verwendet werden, um das Lokalisieren von vermuteten Läsionen mit dem steuerbaren Endoskop 100 zu erleichtern. Beispielsweise können Bilder, die unter Verwendung einer Barium-Kontrastradiographie des Kolons erhalten worden sind, verwendet werden, um einen ungefähren Weg zu ermitteln, um das Einsetzen des Endoskopkörpers 102 in das Kolon eines Patienten zu erleichtern. Die Stelle und die Tiefe jedweder vermuteten Läsionen, die auf der Radiographie sichtbar sind, können festgestellt werden, so dass der Endoskopkörper 102 schnell und zuverlässig in die Nähe der Läsion geführt werden kann.
Bildgebungsverfahren, die dreidimensionale Informationen liefern, wie z. B. eine biplanare Fluoroskopie, CT oder MRI, können verwendet werden, um die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 so zu programmieren, dass der Endoskopkörper 102 automatisch die geeignete Form einnimmt, um dem gewünschten Weg zu folgen, wenn er durch die Anatomie des Patienten vorgeschoben wird. In Ausführungsformen des steuerbaren Endoskops 100, die für ein automatisches Vorschieben und Zurückziehen des Endoskopkörpers 102 konfiguriert sind, kann an den Endoskopkörper 102 der Befehl ausgegeben werden, sich entlang des gewünschten Wegs, der durch die dreidimensionale Bildgebungsinformation festgelegt ist, automatisch durch die Anatomie des Patienten vorzuschieben. Entsprechend kann an den Endoskopkörper 102 der Befehl ausgegeben werden, dass er sich automatisch zu der Stelle einer vermuteten Läsion oder zu einem anderen interessierenden Punkt, der auf den Bildern angegeben ist, vorschiebt.
Obwohl das Endoskop der vorliegenden Erfindung zur Verwendung als Kolonoskop beschrieben worden ist, kann das Endoskop für eine Anzahl anderer medizinischer und industrieller Anwendungen konfiguriert werden. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auch als Katheter, Kanüle, chirurgisches Instrument oder Einführungshülle konfiguriert werden, bei denen die Prinzipien der Erfindung zum Navigieren durch gewundene Körperkanäle genutzt werden.
In einer Variation des Verfahrens, die insbesondere auf Laparoskopie- oder Thorakoskopieverfahren anwendbar ist, kann das steuerbare Endoskop 100 selektiv entlang eines gewünschten Wegs um und zwischen Organe(n) in dem Körperhohlraum eines Patienten manövriert werden. Das distale Ende 108 des Endoskops 100 wird in den Körperhohlraum eines Patienten durch eine natürliche Öffnung, durch einen chirurgischen Einschnitt oder durch eine chirurgische Kanüle oder Einführungsvorrichtung eingesetzt. Der selektiv steuerbare distale Abschnitt 104 kann zum Erkunden und Untersuchen des Körperhohlraums eines Patienten und zum Auswählen eines Wegs um und zwischen den Organe(n) eines Patienten verwendet werden. Die elektronische Bewegungssteuereinrichtung 140 kann zur Steuerung des automatisch gesteuerten proximalen Abschnitts 106 des Endoskopkörpers 102 verwendet werden, und zwar derart, dass er dem ausgewählten Weg folgt und gegebenenfalls zu einer gewünschten Stelle zurückkehrt, wobei das dreidimensionale Modell in dem elektronischen Speicher der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung 140 verwendet wird.
Während die vorliegende Erfindung hier bezüglich beispielhafter Ausführungsformen und der besten Art und Weise der Ausführung der Erfindung beschrieben worden ist, ist dem Fachmann klar, dass bezüglich der Erfindung viele Modifizierungen, Verbesserungen und Unterkombinationen der verschiedenen Ausführungsformen, Anpassungen und Variationen ausgeführt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Vorrichtung, die einen länglichen Gerätekörper (102) mit einem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt (104) und einem automatisch steuerbaren proximalen Abschnitt (106), wobei der selektiv steuerbare distale Abschnitt so konfiguriert ist, dass er eine ausgewählte Kurve entlang eines vorgesehenen Wegs einnimmt, und der automatisch steuerbare proximale Abschnitt so konfiguriert ist, dass er die ausgewählte Kurve proximal entlang des proximalen Abschnitts des länglichen Gerätekörpers fortsetzt, wenn der längliche Gerätekörper distal vorgeschoben wird, und eine elektronische Bewegungssteuereinrichtung (140) umfasst, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie (i) Steuersignale zu dem selektiv steuerbaren distalen Abschnitt während des selektiven Steuerns des distalen Abschnitts (104) zum Einnehmen der ausgewählten Kurve entlang des vorgesehenen Wegs überwacht, (ii) die ausgewählte Kurve aufzeichnet, und (iii) das Fortsetzen der ausgewählten Kurve proximal entlang des proximalen Abschnitts (106) automatisch steuert, wenn der längliche Gerätekörper (102) distal vorgeschoben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen Axialbewegungswandler (150, 150', 150'', 150''') zum Messen der Axialbewegung des länglichen Gerätekörpers (102) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Axialbewegungswandler (150, 150', 150'', 150''') so angeordnet ist, dass er ein Signal erzeugt, das die axiale Position des länglichen Gerätekörpers (102) bezogen auf einen festgelegten Bezugspunkt anzeigt und das Signal zu der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung (140) sendet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der Axialbewegungswandler (150, 150', 150'', 150'') so angeordnet ist, dass er eine Änderung der Position des länglichen Gerätekörpers (102) erfasst, wenn der längliche Gerätekörper vorgeschoben oder zurückgezogen wird, und die elektronische Bewegungssteuereinrichtung (140) so aufgebaut und angeordnet ist, dass die ausgewählte Kurve proximal oder distal entlang des proximalen Abschnitts (106) so fortgesetzt wird, dass die ausgewählte Kurve in einer räumlich festgelegten Position aufrechterhalten wird.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die elektronische Bewegungssteuereinrichtung (140) einen elektronischen Speicher zum Erzeugen eines dreidimensionalen mathematischen Modells des vorgesehenen Wegs, der unter Verwendung des länglichen Gerätekörpers (102) erhalten wird, darin umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die elektronische Bewegungssteuereinrichtung (140) auf der Basis des dreidimensionalen mathematischen Modells in dem elektronischen Speicher so programmierbar ist, dass der längliche Gerätekörper (102) dazu gebracht wird, automatisch eine Form einzunehmen, die derart ist, dass er dem vorgesehenen Weg folgt, wenn der längliche Gerätekörper vorgeschoben wird.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der längliche Gerätekörper (102) als Kolonoskop zum Einsetzen in das Kolon eines Patienten konfiguriert ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der längliche Gerätekörper (102) eine Mehrzahl steuerbarer Abschnitte umfasst, einschließlich eines ersten Abschnitts, eines zweiten Abschnitts und eines dritten Abschnitts, wobei jeder Abschnitt eine Längeneinheit darstellt, und wobei die elektronische Bewegungssteuereinrichtung (140) so konfiguriert ist, dass sie jeden des ersten Abschnitts, des zweiten Abschnitts und des dritten Abschnitts so steuert, dass sie einen ersten, einen zweiten bzw. einen dritten Abschnitt der ausgewählten Kurve einnehmen, wenn sich der längliche Gerätekörper (102) in einer Ursprungsposition befindet, und ferner so konfiguriert ist, dass dann, wenn der längliche Gerätekörper distal um einen Abstand von etwa einer Längeneinheit von der Ursprungsposition vorgeschoben wird, der zweite Abschnitt so gesteuert wird, dass er den ersten Abschnitt der ausgewählten Kurve einnimmt und der dritte Abschnitt so gesteuert wird, dass er den zweiten Abschnitt der ausgewählten Kurve einnimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher der selektiv steuerbare distale Abschnitt (104) eine Mehrzahl von Abschnitten umfasst, deren jeweilige Geometrie durch vier ausgedehnte Längenabmessungen definiert ist, wobei jeder der Abschnitte des distalen Abschnitts vier Linearbetätigungsvorrichtungen zum Ändern der ausgedehnten Längenabmessungen dieses Abschnitts als Reaktion auf die Steuersignale umfasst, und der automatisch steuerbare proximale Abschnitt (106) eine Mehrzahl von Abschnitten umfasst, deren jeweilige Geometrie durch vier weitere ausgedehnte Längenabmessungen definiert ist, wobei jeder der Abschnitte des proximalen Abschnitts vier Linearbetätigungsvor richtungen zum Ändern der weiteren ausgedehnten Längenabmessungen dieses Abschnitts umfasst.
Verfahren zum Vorschieben eines Geräts entlang eines Wegs, wobei das Gerät einen selektiv steuerbaren distalen Abschnitt (104) und einen automatisch steuerbaren proximalen Abschnitt (106) aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen von Steuersignalen für den distalen Abschnitt (104) des Geräts, so dass der distale Abschnitt selektiv so gesteuert wird, dass er eine ausgewählte Kurve entlang eines vorgegebenen Wegs aufweist, Überwachen der Steuersignale unter Verwendung einer elektronischen Bewegungssteuereinrichtung (140), Aufzeichnen der ausgewählten Kurve in der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung (140), und Verwenden der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung (140) während des distalen Vorschiebens des Geräts zum automatischen Steuern des proximalen Abschnitts (106) des Geräts derart, dass es eine ausgewählte Kurve einnimmt, wobei das Verfahren kein Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers durch eine Chirurgie oder Therapie oder kein diagnostisches Verfahren ist, das am menschlichen oder tierischen Körper durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Messen der axialen Bewegung des Geräts umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Erzeugen eines Signals, das die axiale Position des Geräts bezogen auf einen festgelegten Bezugspunkt anzeigt, und das Senden des Signals zu der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung (140) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner das Erfassen einer Änderung der Position des Geräts (102), wenn das Gerät vorgeschoben oder zurückgezogen wird, und die Verwendung der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung (140) zum Fortsetzen der ausgewählten Kurve proximal oder distal entlang des proximalen Abschnitts umfasst, so dass die ausgewählte Kurve in einer räumlich festgelegten Position aufrechterhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, das ferner das Erhalten eines dreidimensionalen mathematischen Modells des vorgegebenen Wegs unter Verwendung des Geräts und das Erzeugen des dreidimensionalen mathematischen Modells in einem elektronischen Speicher der elektronischen Bewegungssteuereinrichtung (140) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Gerät durch die elektronische Bewegungssteuereinrichtung (140) auf der Basis des dreidimensionalen mathematischen Modells in dem elektronischen Speicher dazu gebracht wird, automatisch eine Form einzunehmen, die derart ist, dass es dem vorgesehenen Weg folgt, wenn das Gerät vorgeschoben wird.