DE3642107A1 - Flexibles rohr fuer den einfuehrabschnitt eines endoskopes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein flexibles Rohr für den Einführabschnitt eines Endoskopes nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Ein Endoskop weist typischerweise einen distalen Ab­ schnitt, einen Einführabschnitt und einen Bedienungsab­ schnitt auf. Der distale Abschnitt ist mit Öffnungen für ein Betrachtungsfenster, ein Beleuchtungsfenster und ei­ nen Instrumentenkanal versehen. Der Einführabschnitt be­ steht aus einem flexiblen Rohr und einem fernsteuerbaren Biegeabschnitt, während der Bedienungsabschnitt einen Mechanismus zur Fernsteuerung des Bedienungsabschnittes und ein Okkular aufweist. Ferner enthält das Endoskop den Instrumentenkanal und ein optisches Faserbündel für die Beobachtung. Der Benutzer des Endoskopes kann den distalen Abschnitt zusammen mit dem Einführabschnitt in die zu untersuchende Körperhöhlung einführen, die be­ treffenden Teile im Körper des Patienten beobachten und die erforderlichen medizinischen Maßnahmen durchführen.

Die bekannten Endoskope sind individuell an die Erfor­ dernisse bei der Beobachtung innerer Organe, wie bei­ spielsweise der Speiseröhre, des Magens, des Zwölffin­ gerdarmes, des Dünndarmes, des Dickdarmes usw. angepaßt. Insbesondere bei der Untersuchung des Zwölffingerdarmes, des Dünndarmes und des Dickdarmes wird der Einführab­ schnitt des Endoskopes tief in den Körper des Patienten eingeführt. Es wurde klinisch bestätigt, daß die Flexi­ bilität des Einführabschnittes einen großen Einfluß auf die Leichtigkeit seines Einführens hat und folglich den Grad an Schmerzen, die der Patient erleidet, erheblich vermindern kann.

In dem JP-GM 46-1 01 301 ist ein Verfahren zur Erleichte­ rung des Einführens eines Einführabschnittes eines Endo­ skopes beschrieben, wodurch die vom Patienten empfunde­ nen Schmerzen gemindert werden. Im Einführabschnitt wird ein flexibles Rohr verwendet, das einen zweischichtigen Aufbau als Bestandteil seines Mantels besitzt. Der di­ stale Abschnitt des flexiblen Rohres ist relativ steif, so daß der Einführabschnitt leicht in die Körperhöhlung eingeführt werden kann. Darüber hinaus ist in dem JP-GM 55-1 12 505 ein flexibles Rohr für ein Endoskop beschrie­ ben, dessen Mantel einen zweischichtigen Aufbau besitzt, der aus einer weichen und einer harten Schicht besteht. Die Dicke der harten Schicht nimmt graduell vom Bedie­ nungsabschnitt zum distalen Ende hin ab.

Somit besitzen die konventionellen flexiblen Rohre für Endoskope ganz oder teilweise einen Mantel mit einem zweischichtigen Aufbau, der die Flexibilität des Mantels verbessert. Demgemäß ist das Einführen des Einführab­ schnittes relativ einfach, so daß der Patient weniger Schmerzen erleidet, wenn das Endoskop in seinem Körper bewegt wird. Nichts wurde bisher jedoch in Hinblick auf die Elastizität des Einführabschnittes verbessert, die die Erleichterung des Einführens am stärksten beein­ flußt. Den Einführabschnitt bekannter Endoskope in den Körper einzuführen, ist demnach nach wie vor mit relativ großen Unannehmlichkeiten für den Patienten verbunden. Infolgedessen kann der Patient nicht vollständig gegen Schmerzen geschützt werden, wenn er sich einer Diagnose oder Untersuchung mit Hilfe eines Endoskopes unterziehen muß.

Der vorliegenden Anmeldung liegt deshalb die Aufgabe zu­ grunde, die Elastizität eines flexiblen Rohres für den Einführabschnitt eines Endoskopes zu verbessern, wodurch es möglich wird, das Einführen des Einführabschnittes in den Körper des Patienten zu erleichtern, so daß der Pa­ tient vor übermäßigen Schmerzen geschützt werden kann, wenn er sich einer Diagnose oder Untersuchung mit Hilfe eines Endoskopes unterziehen muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 ge­ löst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrie­ ben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Teil ei­ nes flexiblen Rohres gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2: eine perspektivische Ansicht eines Endo­ skopes;

Fig. 3: eine perspektivische Ansicht, an der schematisch die Messung der Elastizität eines konventionellen flexiblen Rohres illustriert wird;

Fig. 4: eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen Auslenkung und Reaktionskraft beim Einführen des konventionellen fle­ xiblen Rohres in eine Körperhöhlung;

Fig. 5 bis 8: Darstellungen der Wege, die konventio­ nelle und erfindungsgemäße flexible Roh­ re beim Einführen in Körperhöhlungen nehmen;

Fig. 9 bis 11: Längsschnitte durch ein Teilstück eines flexiblen Rohres gemäß einem zweiten bis vierten Ausführungsbeispieles.

Anhand der Fig. 2 wird der Aufbau eines Endoskopes kurz beschrieben. Das Endoskop weist einen Bedienungsab­ schnitt 2 zur Bedienung verschiedener Mechanismen im En­ doskop, einen Einführabschnitt 4 zum Einführen in eine Körperhöhlung und einen distalen Abschnitt 6 auf. Der Einführabschnitt 4 besitzt einen Biegeabschnitt 8 und ein flexibles Rohr 10. Der Biegeabschnitt 8 wird durch Betätigung eines Drehknopfes 12 am Bedienungsabschnitt 2 gebogen. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht das flexi­ ble Rohr 10 aus einem Spiralrohr 14, einer Hülle 16 und einem Mantel 18. Das Spiralrohr 14 ist ein Metallstrei­ fen, der in Form einer Spirale aufgewickelt ist. Die Hülle 16, die aus einem Netz von Fasern besteht, sitzt auf dem Spiralrohr 14 und der Mantel 18 bedeckt die Hül­ le 16.

Der Mantel 18 weist einen zweischichtigen Aufbau auf, der aus einer äußeren und einer inneren Schicht 20 bzw. 22 besteht. Die innere Schicht 22 ist ein Rohr 24 aus einem hochpolymeren Werkstoff, beispielsweise Kunstharz, Kunstgummi usw. Das Rohr 24 sitzt kraftschlüssig auf der Hülle 16. Die äußere Schicht 20 wird durch einen ge­ schmolzenen hochpolymeren Werkstoff gebildet, der auf die äußere Umfangsfläche des Rohres 24 aufgetragen ist, woraufhin beide Werkstoffe miteinander vernetzt werden. Für dieses Verfahren wird eine Formmaschine oder eine Preßanordnung verwendet. Auf diese Weise wird die Schicht 20 auf der äußeren Umfangsfläche des Rohres 24, das auf der Hülle 16 sitzt, gebildet. Da der hochpoly­ mere Werkstoff nicht direkt auf die Hülle 16 gebracht wird, kann er auch nicht zwischen die Spiralen des Spi­ ralrohres 14 oder in die Hülle 1 b einsickern.

Wenn das flexible Rohr 10 verbogen wird, bewegen sich das Spiralrohr 14 und die Hülle 16 somit reibungslos, wodurch eine verbesserte Elastizität des flexiblen Roh­ res 10 sichergestellt wird.

Die grafische Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt die Abhän­ gigkeit zwischen der Auslenkung und der Reaktionskraft bei einem flexiblen Rohr nach der vorbeschriebenen Kon­ struktion. Diese Abhängigkeit wurde gemessen, wenn eine Kraft F an einem Teilstück des flexiblen Rohres 10 in­ nerhalb einer bestimmten Spannweite angreift, um das Teilstück um ein definiertes Wegstück herunterzudrücken, wie in Fig. 3 dargestellt, und es dann wieder zu entla­ sten. In der grafischen Darstellung stellt die Kurve a die Abhängigkeit zwischen Auslenkung und Reaktionskraft dar, die gemessen wird, wenn das Teilstück des flexiblen Rohres 10 heruntergedrückt wird, während die Kurve b die Abhängigkeit zeigt, wenn das Teilstück wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt. Das Verhältnis der Abnahme der Elastizität des flexiblen Rohres 10, berechnet auf der Basis der Hysterese dieser Kurve, ist

Der Elastizitätsfaktor des flexiblen Rohres wird durch diesen Ausdruck bestimmt. Im Vergleich zu dem Elastizi­ tätsfaktor vorbekannter flexibler Rohre für Endoskope, der zwischen 0,2 und 0,3 liegt, beträgt der Elastizi­ tätsfaktor des flexiblen Rohres nach der vorliegenden Erfindung 0,1 oder weniger. Dies kommt daher, weil die Rückstellkraft des Spiralrohres 14 und der Hülle 16 durch keinerlei unerwünschte hochpolymere Werkstoffreste negativ beeinflußt werden kann.

Falls das Rohr 24 dünnwandig ist, kann es mit Leichtig­ keit im Preßsitz aufgeschoben werden, wodurch die Her­ stellmöglichkeiten verbessert werden. Da die äußere Schicht 20 durch Aufbringen von geschmolzenen hochpoly­ meren Werkstoff auf das Rohr 24 gebildet wird, können die Elastizität und Flexibilität des flexiblen Rohres 10 auf einfache Weise dadurch eingestellt werden, daß der hochpolymere Werkstoff nach der Fertigstellung des fle­ xiblen Rohres 10 wiederholt und in Anteilen aufgetragen wird.

Die Elastizität des flexiblen Rohres 10 kann durch die Verwendung der vorbeschriebenen Anordnung verbessert werden. Aufgrund dessen wird die Kraft, mit der die Be­ dienungsperson auf den Einführabschnitt 4 drückt, auf den distalen Abschnitt 6 über das flexible Rohr 10 über­ tragen, ohne daß dabei zu stark gegen irgendwelche inne­ ren Organe des Patienten gedrückt wird. Somit kann der Einführabschnitt bequem in die Körperhöhlung eingeführt werden.

Anhand der Fig. 5 bis 8 wird nunmehr der Weg bei­ spielhaft beschrieben, den der Einführabschnitt bei sei­ nem Einführen nimmt. Beim Beispiel gemäß Fig. 5 ist der Einführabschnitt 4 in einer kurvenförmigen Körperhöhlung dargestellt, so daß der distale Abschnitt 6 gegen die Körperwandung drückt. Falls das flexible Rohr 10 zu steif ist, wird die Kraft, mit der die Bedienungsperson auf das flexible Rohr 10 drückt, in derjenigen Stellung auf den distalen Abschnitt 6 übertragen, die in Fig. 5 dargestellt ist. Infolgedessen bewegt sich der distale Abschnitt 6 vom Punkt a nach a′, wobei er kräftig gegen die Körperwandung in Richtung des Pfeiles P drückt, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Dies verursacht erhebliche Schmerzen für den Patienten. Wenn das flexible Rohr 10 zu weich ist, verfängt sich der distale Abschnitt 6 an­ dererseits bei a in Fig. 7 und kann sich von dort nicht weiterbewegen, wenn die Bedienungsperson eine Druckkraft f auf das flexible Rohr 10 ausübt. Wenn das flexible Rohr jedoch hochelastisch ist, wie in dem Beispiel gemäß Fig. 8 vorausgesetzt, kann sich das distale Ende vom Punkt a durch Oszillieren des Einführabschnittes 4 lö­ sen. Zur gleichen Zeit bewegt sich das flexible Rohr 10 aufgrund seiner Elastizität von b nach b′, so daß der distale Abschnitt 6 als Reaktion von a nach a′′ fort­ schreitet. Demgemäß wird die Kraft f, mit der die Bedie­ nungsperson das flexible Rohr 10 in den Körper des Pa­ tienten einführt, auf das distale Ende des flexiblen Rohres übertragen, ohne daß ein starker Druck auf die inneren Organe des Patienten ausgeübt wird. Somit kann das hochelastische flexible Rohr bequem in die Körper­ höhlung eingeführt werden, wobei es weniger Schmerzen für den Patienten verursacht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die inneren und äußeren Schichten 22 und 20 des Mantels 18 aus Polyester bzw. Polyurethan. Deshalb kann die aus Polyurethan be­ stehende Außenfläche des Mantels nicht leicht beschädigt werden, andererseits aber auf einfache Weise gepreßt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die äußere Schicht 20 kann auch aus Polyolefin, Polyvi­ nylchlorid, chloriertem Polyäthylen usw. bestehen. Dar­ über hinaus kann Polyamidharz für die innere Schicht 22 benutzt werden.

Die äußeren und inneren Schichten können aus jedem be­ liebigen Werkstoff bestehen, der Elastizität bei Tempe­ raturen nahe Raumtemperatur zeigt; sie können durch Ex­ trusion hergestellt werden. Diese Werkstoffe schließen beispielsweise ein:

• a) Polyesterelastomer: Hitorel (Handelsname von Du Pont), Perplene (Handelsname von Toyobo);
• b) Thermoplastisches Polyurethan: Pelesene (Handelsname von Kasei-Upjohn), Paraplene (Handelsname von Nippon Elastoran);
• c) Olefinisches thermoplastisches Elastomer: TPE (Han­ delsname von Sumitomo Chemical);
• d) Thermoplastisches Elastomer auf der Basis von chlo­ riertem Polyäthylen: CMO (Handelsname von Dow Chemi­ cal), Daisorac (Handelsname von Osaka Soda);
• e) Elastomer auf der Basis von Polyvinylchlorid: Sumi­ flex (Handelsname von Sumitomo Bakelite);
• f) 1,2-Polybutadien: JSR (Handelsname von Japan Synthe­ tic Rubber);
• g) Elastomer auf der Basis von Polystyren: Sorplene (Handelsname von Nippon Elastomer).

Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung. Bei dieser Modifikation sind weiche und harte Rohrstücke 26 und 28 für die innere Schicht 22 des Man­ tels 18 verwendet worden. Die Rohrstücke 26 und 28 sind in der Mitte des flexiblen Rohres 10 miteinander verbun­ den, so daß sich die Flexibilität der distalen Seite a des flexiblen Rohres 10 von derjenigen auf der proxima­ len Seite b unterscheidet.

Entsprechend dieser Änderung besitzt das flexible Rohr unterschiedliche Flexibilitäten, sowie verbesserte Ela­ stizität, was das Einführen des Einführabschnittes wei­ terhin erleichtert.

Fig. 10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die äußere Schicht 20 auf der proximalen Seite b des flexiblen Rohres 10 aus zwei Schichten 30 und 32 unter­ schiedlichen hochpolymeren Werkstoffes besteht. Ein har­ tes Hochpolymer ist für die Schicht 30 auf der Außensei­ te verwendet worden. Somit ist die proximale Seite b steifer als die distale Seite a, so daß die Kraft zum Einführen in befriedigender Weise auf den distalen Ab­ schnitt übertragen werden kann.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 sitzt das Rohr 24 als innere Schicht 22 nur auf der distalen Seite a des flexiblen Rohres 10. Infolgedessen ist die distale Seite a nachgiebiger als die proximale Seite b, so daß auch hier die Kraft zum Einführen des flexiblen Rohres in befriedigender Weise auf den distalen Ab­ schnitt übertragen werden und der Einführabschnitt be­ quem eingeführt werden kann.

Erfindungsgemäß sickern die hochpolymeren Werkstoffe, die den Mantel des flexiblen Rohres bilden, niemals durch die Hülle oder das Spiralrohr. Deshalb kann die Rückstellkraft der Hülle und des Spiralrohres nicht ne­ gativ beeinflußt werden. Infolgedessen ist die Elastizi­ tät des flexiblen Rohres verbessert, was das Einführen des Einführabschnittes in die Körperhöhlung erleichtert, so daß der Patient größtenteils von Schmerzen verschont bleibt, wenn an ihm eine Diagnose oder Untersuchung mit Hilfe eines Endoskopes durchgeführt wird.

Claims (4)

1. Flexibles Rohr für den Einführabschnitt eines Endoskopes, das ein Spiralrohr aus einer zu einer Spira­ le gebogenen Metallstreifen, eine Hülle aus miteinander verschlungenen Fasern, die auf die äußere Umfangsfläche des Spiralrohres aufgepaßt ist, und einen Mantel auf­ weist, der die äußere Umfangsfläche der Hülse bedeckt und einen mehrschichtigen Aufbau hat, der aus mindestens einer inneren und einer äußeren Schicht auf wenigstens einem Teil seiner Länge besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (22) ein Rohr (24) aus einem hochpolymeren Werkstoff aufweist, das auf der äußeren Umfangsfläche der Hülse (16) sitzt, und daß die äußere Schicht (20) durch Auftragen eines geschmolzenen hochpo­ lymeren Werkstoffes auf die äußere Umfangsfläche des Rohres und Vernetzung beider Schichten miteinander ge­ bildet ist.

2. Flexibles Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rohr (24) aus mindestens zwei Rohr­ stücken (26, 28) unterschiedlicher Härte besteht, die in der Längsrichtung des flexiblen Rohres (10) angeordnet sind.

3. Flexibles Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Endstück des Mantels (18) aus einem weicheren Werkstoff und das proximale Endstück aus einem härteren Werkstoff besteht.

4. Flexibles Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nur ein Teil des distalen Endstückes des Mantels (18) einen zweischichtigen Aufbau aus der inne­ ren und der äußeren Schicht (20, 22) aufweist.