DE2926339C3

DE2926339C3 - Vorrichtung zum Auslenken eines in eine Körperhöhlung eingeführten medizinischen Instrumentes

Info

Publication number: DE2926339C3
Application number: DE2926339A
Authority: DE
Inventors: Nagashige Tokyo Takahashi
Original assignee: Medos Kenkyusho KK
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1978-07-01
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1981-08-20
Also published as: US4271845A; DE2926339A1; JPS558709A; JPS6215217B2; DE2926339B2

Description

die Summe der zum Auslenken der Schraubenwendel und zum Verbiegen des Versteifungsdrahtes erforderliche Kraft gebildet Die zum Verbiegen am Zugdraht aufzubringende Kraft ist also entsprechend groß, was dazu führt, daß dessen Haltbarkeit herabg ssetzt ist Will 5 man nun die Haltbarkeit wieder steigern, so ist es nötig, die Festigkeit des Zugdrahtes zu erhöhen, was eine Vergrößerung des Zugdrahtdurchmessers bedeutet Dadurch wird wiederum die Drahtwendel unerwünscht klobig.

Bei dem zweiten beschriebenen Ausführungsbeispiel einer bekannten Auslenk- oder Biegevorrichtung, bei der ein Umfangsteil der Schraubenwendel elektrolytisch abgearbeitet ist, sind Innen- und Außenfläche in diesem Bereich durch die elektrolytische Bearbeitung rauh. Die mechanische Festigkeit dieser elektrolytisch abgearbeiteten Zonen ist dadurch geschwächt und der Draht kann durch im Gebrauch angreifende saure Flüssigkeiten weiter abgearbeitet werden. Damit ergibt sich eine sehr geringe Haltbarkeit der Vorrichtung. Hinzu kommt daß es schwierig ist, auf diese Weise Drahtschraubenwendeln mit gleichen Auslenk- oder Biegeeigenschaften herzusteilen.

Eingedenk der aufgeführten Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Auslenkvorrichtung mit einer mit Windungsabstand gewickelten Drahtschraubenwendel zu schaffen, mit deren Hilfe der flexible Endbereich eines in eine Körperhöhlung eingeführten medizinischen Instrumentes bei Aufwenden einer relativ kleinen Kraft am Zugdraht, der am jo Betätigungsabschnitt eines Endoskops erfaßt werden kann, in ausreichendem Maße gebogen oder ausgeltnkt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Wenn ein unmittelbar oder indirekt mit dem mit Windungsabstand gewickelten Bereich der flexiblen zylindrischen Schraubenwendel verbundener Zugdraht betätigt wird, werden die auf derjenigen Seite des mit Windungsabstand gewickelten Bereiches befindlichen Windungen der Wendel näher zueinander gerückt deren Torsionssteifigkeit größer ist, so daß die Schrauben wendel sich zu dieser Seite hin biegt

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung beispielsweise dargestellter Ausführungsformen im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Auslenken eines in eine Körperhöhlung einzusetzenden medizinischen Instrumentes;

Fig.2 ein zweites Ausführungsbeispiel, ebenfalls schematisch im Längsschnitt;

Fig.3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht von einem mit Windungsabstand gewickelten Abschnitt der Vorrichtung;

F i g. 4 und 5 Ausschnittsdarstellungen des interessierenden Schrauben wendelbereichs;

Fig.6 und 7 Draufsichten auf Windungen zweier anderer Schraubenwicklungsausführungen;

F i g. 8 eine perspektivische Darstellung einer wiederum anderen Ausführungsform.

Die Längsschnittdarstellung der F i g. 1 eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zum Auslenken eines medizinischen Instrumentes, das in eine Körperhöhlung eingeführt wird, und die vergleichbare Längsschnittdarstellung der Fig. 2 mit lediglich anderem Instrument, zeigen eine zylindrische Schraubenwendel 2, die durch Wickeln eines dünnen elastischen Drahtes 1 aus Metall oder einem harten Plastikwerkstoff gebildet ist Der eine Endabschnitt 2" der Wendel 2 ist aus Windungen gebildet, bei denen zwischen den Abdrähten der einzelnen Windungen ein Abstand vorhanden ist, während im längeren, übrigen Teil 2" der Vorrichtung, die Drahtwindungen der Schraubenwendel unmittelbar aneinander anliegen. Die so gebildete Röhre ist über ihre gesamte Länge biegsam. Am Vorderende dieser biegsamen Röhre ist eine abschabende Bürste 3 (F i g. 1) oder eine Gewebeproben-Entnahmezange 4 (Fig.2) befestigt

Im Beispiel der F i g. 1 ist die Schabebürste 3 am Ende der flexiblen Drahtwendelröhre befestigt, und auch ein Ende eines Zugdrahtes 5, der zum Auslenken der flexiblen Röhre benötigt wird, ist fest, beispielsweise durch Löten oder dgL mit dem die Bürste tragenden Ende verbunden. Beim Beispiel gemäß Fig.2 ist die Probenentnahme-Zange 4 mit dem Ende verbunden, und ein Zugdraht 5 ist auf einer Seite mit dem Ende der zylindrischen Drahtwendel 2 fest verbunden. Ein weiterer Bedienungszugdraht 6 für die Probenentnahme-Zange liegt innerhalb der zylindrischen Wendel 2. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drahtwendel in ihrem mit Windungsabstand gewickelten Endbereich 2' auf einer Seite mechanisch abgearbeitet, so daß der Draht 1 in diesem Bereich 2' einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt hat F i g. 3 zeigt in Vergrößeru/ig diesen mit Windungsabstand gewickelten Wendelabschnitt 2'. Man kann erkennen, daß in diesem Bereich 2' die eine Seite der zylindrischen Drahtwendel durch Schleifen abgeflacht ist.

Die F i g. 4 und 5 zeigen jeweils eine Windung dieser aus dem dünnen Draht 1 hergestellten Schraubenwendel im Bereich der mit Abstand gewickelten Windungen. Sie zeigen, daß der Querschnitt S\ in dem abgearbeiteten Bereich kleiner ist als der Drahtquerschnitt & auf der diametral gegenüberliegenden Seite.

Die in F i g. 6 gezeigte Draufsicht einer Windung in dem mit Windungsabstand gewickelten Wendelbereich 2' einer weiteren Ausführungsform läßt erkennen, daß die Windungen so deformiert sind, daß die Querschnittsfläche S₃ auf einer durch die Wendelachse O gelegten Radialebene eines deformierten Abschnittes größer als die Querschnittsfläche St in einem anderen Bereich dieses mit Windungsabstand gewickelten Drahtwendelabschnittes ist, der nicht deformiert ist, und dem deformierten Bereich diametral gegenüberliegt.

Ein weiteres Beispiel des mit Windungsabstand gewickelten Bereiches 2' der Vorrichtung zeigt die F i g. 7. Auch in diesem Fall weist ein deformierter Bereich eine Querschnittsfläche Ss in Radialebene zur Wendelachse O auf, die größer als die Querschnittsfläche St im nicht-deformierten, diametral gegenüberliegenden Bereich ist Der mit Windungsabstand gewickelte Bereich 2' kann derart deformiert sein, daß er sich wellenförmig verbiegt, oder der dünne Draht 1 kann im Querschnitt unterschiedlich sein.

Bei dem in der F i g. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel des mit Windungsabstand gewickelten Bereichs 2' der Vorrichtung sind auf einer Seite der Drahtwendelwindungen Verstärkungselemente 7 so befestigt, daß sie diese Windungen etwa auf ihrem halben Umfang umschließen. Ist der dünne Draht 1 aus Metall, dann können die Verstärkungselemente 7 durch Löten oder Plattieren gebildet sein. Bei aus Plastikmaterial bestehendem Draht 1 können die Verstärkungselemente 7 auf die Drahtwindungen aufgeklebt sein, können aber auch durch entsprechendes Formen oder Gießen in den

Draht 1 eingebettet werden.

Greift bei einer flexiblen zylindrischen Drahtwendel, deren Windungen mit gegenseitigem Abstand durch Wickeln eines dünnen Metalldrahtes oder dgl. gebildet sind, eine Kompressionskraft in Längsrichtung und im Zentrum der Wendel an, so werden alle Windungen gleichmäßig beansprucht, so daß sie lediglich gleichmäßig einander näher rücken. Die Drahtwendel wird also nicht gebogen, sondern nur verkürzt Wird der Zugdraht, der sich innerhalb der Wendel befindet, mit seinem einen Ende außerhalb der Längsachse der Drahtwendel am Wendelende befestigt so wird bei Zug am Zugdraht die Wendel nach der Seite hin gekrümmt, an der der Zugdraht an der Windung der Wendel befestigt ist. Die Krümmung ist umso größer, je weiter der Befestigungspunkt des Zugdrahtes von der Wickelachse der Wendel entfernt liegt. Da jedoch der Durchmesser einer für den genannten medizinischen Anwendungszweck verwendeten zylindrischen Drahtwendel klein ist, kann man den Befestigungspunkt für den Zugdraht nicht wesentlich außerhalb der Wickelachse der Drahtwendel anbringen, so daß bei dem Versuch, die Drahtwendel zu biegen, diese in wesentlichem Maße auch verkürzt wird, so daß die Länge des ausgebogenen Abschnittes nur sehr kurz ist Es wird deshalb unmöglich, die Drahtwendel auf diese Weise scharf abzubiegen.

Wird nun aber, wie es in den F i g. 1 bis 5 gezeigt ist, die eine Seite der zylindrischen Drahtwendel 2 geschliffen, so daß die Querschnittsfläche S\ dieses Bereiches kleiner als die gegenüberliegende Querschnittsfläche &, die nicht geschliffen ist, ist, dann tritt bei entlang der Wickelachse der zylindrischen Wendel 2 aufgewendeter Kompressionskraft T in dem dünnen Draht 1 eine Torsionsbeanspruchung proportional dem Quadrat der Querschnittsfläche Si bzw. S₂ auf. Aufgrund der Flächenunterschiede zwischen den Querschnittsflächen S\ und & wird der dünne Draht dann unterschiedlich in den einzelnen Bereichen verwunden. Der angeschliffene Bereich der zylindrischen Schraubenwendel 2 wird in Richtung des in Fig.4 gezeigten kleinen Teils aufgrund der gleichmäßig im gesamten dünnen Draht 1 angreifenden Kompressionskraft verwunden, was zur Folge hat, daß die diesem angeschliffenen Bereich gegenüberliegende Seite in Richtung des in F i g. 5 gezeigten kleinen Teils bewegt wird. Daraus ergibt sich, daß die Abschnitte mit dem größeren Querschnittsflächenbereich & der Schraubenwendel 2 näher aneinander rücken und die Schraubenwendel sich deshalb in diese Richtung krümmt Da der Krümmungsvorgang auf den örtlichen Unterschieden der Torsionssteifigkeit zwischen den Bereichen der Drahtwendel beruht tritt die Krümmung sofort ein, sobald an der zylindrischen Wendel eine Kompressionskraft angreift Die Länge der zylindrischen Schraubenwendel 2 wird dabei nicht wesentlich verringert, so daß es nicht erforderlich ist, die Länge des auszulenkenden Teils zu vergrößern, wenn die Schraubenwendel 2 scharf abgebogen werden soll.

Die Vorrichtung kann auch dann abgebogen oder ausgelenkt werden, wenn die Kompressionskraft entlang der Wickelachse der zylindrischen Schraubenwendel angreift wie dies in F i g. 1 dargestellt ist Das Abbiegen ist jedoch noch wirkungsvoller durchzuführen, wenn die Kompressionskraft auf der Seite am Wendelende angreift, die den durch Anschleifen geschwächten Windungsbereichen gegenüberliegt (Beispiel F i g. 2).

Bei den in den F i g. 6 oder 7 gezeigten Beispielen ist der Torsionswiderstand der Drahtbereiche mit den Querschnittsflächen Sj bzw. Ss größer als der der anderen Bereiche, und die ersteren Bereiche sind durch die Deformation gehärtet Deshalb lassen sich die ersteren Bereiche relativ schwer verwinden. Da andererseits die anderen Bereiche relativ leicht verwunden werden können, werden die Windungen der ersteren Bereiche näher aneinander gerückt, so daß sich

ίο die zylindrische Wendel 2 zu diesen Bereichen hin biegt.

Bei dem in F i g. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist

die Torsionsfestigkeit der Seite der zylindrischen

Wendel, auf der die Verstärkungsstücke 7 angebracht

sind, größer als auf der gegenüberliegenden Seite. Somit werden die erstgenannten Wicklungsseiten einander stärker genähert, so daß sich die zylindrische Wendel 2 zu dieser Seite hin biegt

Wenn die Vorrichtung an einer gewöhnlichen, in einer oder mehreren Schwenkrichtungen auslenkbaren Vorrichtung angebracht wird, dann addiert sich ihr Auslenkvorgang zu der Verschwenkung des Endabschnittes der anderen Vorrichtung. Dadurch können kompliziertere Auslenkbewegungen erzielt werden. Folglich können Gewebeproben noch wirksamer entnommen werden, und es ist möglich, ein Instrument auch in eine Abzweigung eines Körperhohlraums, der untersucht werden soll, einzuführen (z. B. um Lungengewebe-Proben zu entnehmen oder dgL).
Die vorstehende Beschreibung läßt deutlich werden, daß eine Seite der flexiblen Schraubenwendel im Bereich ihrer aus dünnem Draht mit gegenseitigem Abstand gewickelten Windungen eine andere Torsionsfestigkeit besitzt als die gegenüberliegende Seite. Wird dann eine Kompressionskraft auf die Schraubenwendel ausgeübt, dann erfährt der mit der geringeren Torsionssteifigkeit ausgestattete Abschnitt eine stärkere Verwindung, so daß die Windungsabschnitte des anderen Windungsteils näher einander gebracht werden. Damit wird also die zylindrische Schraubenwendel zu derjenigen Seite hin verbogen, an der die größere Torsionssteifigkeit herrscht Für diesen Fall verkürzt sich die zylindrische Schraubenwendel nicht Sie kann mit der benötigten Schenkellänge scharf abgebogen werden.

Bei der einen Versteifungsdraht benützenden herkömmlichen Vorrichtung ist, da die Länge des Versteifungsdrahtes verringert wird, die zur Verbiegung benötigte Last je Drahtlängeneinheit größer. Wenn dann der die Verbiegung hervorrufende Zug wieder aufgehoben wird, besteht die Gefahr, daß die Vorrichtung weiterhin gekrümmt bleibt Es ist darum nötig, die Länge des Versteifungsdrahtes zu erhöhen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dagegen wird die Verbiegung oder Auslenkung durch das Torsionsmoment des aufgewickelten dünnen Drahtes selbst bewirkt und dieser aufgewickelte dünne Draht ist auch bei einer kurzen zylindrischen Schraubenwendel hinreichend lang. Das je Längeneinheit des dünnen Drahtes während der Verbiegung aufgewendete Biegemoment ist folglich klein, so daß dieser dünne Draht auch während langer Gebrauchsdauer keinen Schaden nimmt Darüber hinaus kann bei Bedarf die Länge der Abbiegung verringert werden, wenn ein Biege- oder Kröpfungswinkel ähnlich wie bei der herkömmlichen Vorrichtung erzielt werden solL Damit wird die Haltbarkeit der Vorrichtung erhöht und es ist möglich, bei sanftem Abbiegevorgang einen scharfen Kröpfungswinkel zu erzielen.

Wenn die Vorrichtung mit einer Gewebeproben-Entnahmezange verbunden wird, um Bronchialäste zu untersuchen, kann man das Endoskop dort einführen, und es kann die Zange in einen Bronchialzweig hineingeführt werden, der sich in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung erstreckt, in die das Endoskop hineingebogen werden kann. Damit kann dann die Probenentnahmezange in eine dünne Abzweigung hinein gelangen, in die ein übliches Endoskop nicht eindringen kann. Auf diese Weise kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein medizinisches Instrument in Körpergefäße eingeführt werden, in die es

mit bisher üblichen Vorrichtungen nicht vorzudringen vermag. Die Erfindung ist besonders wirksam verwendbar mit Instrumenten, die in Körperhöhlungen eingeführt werden, und mit Endoskopen.

Es sind weitere Abwandlungen gegenüber den beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich, so lassen sich unterschiedliche Torsionsfestigkeiten in dem mit gegenseitigem Abstand der Windungen hergestellten Teil dadurch erreichen, daß Windungsteile durch Ausglühen weicher oder durch Abschrecken härter gemacht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auslenken eines in eine Körperhöhle eingeführten medizinischen Instrumentes, welche aus einem elastischen, dünnen Draht zu einer Schraubenwicklung gewickelt ist, deren Windungen in dem das Instrument tragenden Endbereich mit Zwischenräumen gewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionssteifigkeit des Drahtes der Windungen in diesem Endbereich (2') sich auf der einen Umfangsseite von derjenigen auf der gegenüberliegenden Umfangsseite unterscheidet und daß ein Zugelement (5) mit dem mit Zwischenräumen gewickelten Endbereich (2') verbunden ist, wodurch bei Zug am Zugelement (5) die Windungsbereiche mit der größeren Torsionssteifigkeit näher aneinander rükken und sich die Schraubenwicklung zu der Seite mit den Windungsbereichen mit der größeren Torsionssteifigkeit biegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Drahtquerschnitt auf der einen Umfangsseite von dem auf der anderen Umfangsseite unterscheidet

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwindungen in dem mit Windungsabstand gewickelten Bereich (2') auf ihrer Außenseite durch materialabnehmende Bearbeitung geschwächt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwindungen in dem mit Windungsabstand gewickelten Bereich (2') auf ihrer Innenseite abgearbeitet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Krümmungsradius der Drahtwindungen in dem mit Windungsabstand gewickelten Bereich (2') auf einer Seite der Schraubenwicklung kleiner als auf der gegenüberliegenden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Torsionssteifigkeit der Drahtwindungen im mit Windungsabstand gewickelten Bereich durch Glühen herabgesetzt ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwindungen in dem mit Windungsabstand gewickelten Bereich (2') auf einer Seite mit dünnwandigen Versteifungsfilmelementen versehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwindungen des mit Windungsabstand gewickelten Bereiches (2') auf einer Seite durch Abschrecken gehärtet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich als Fortsetzung des einen Endes des mit Windungsabstand gewickelten Bereiches (2') ein mit aneinanderliegenden Windungen gewickelter Abschnitt (2") anschließt

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Ende des mit Windungsabstand gewickelten Bereiches (2') eine Pinzette (4) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß am anderen Ende des mit Windungsabstand gewickelten Bereiches (2') eine Schabbürste (3) befestigt ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auslenken eines in eine Körperhöhlung einführbaren medizinischen Instrumentes, das in Verbindung mit einem Endoskop zur Entnahme von Gewebeproben erkrankter Bereiche in Körperhöhlungen oder als medizinisches Instrument benutzt wird, wie etwa ein Einführschlauch, der in eine Körperhöhlung eingeführt wird.

Ein Gewebeproben-Entnahmeinstrument beispielsweise eine Pinzette, wird m Verbindung mit einem

ίο Endoskop benützt und in den flexiblen Schlauch des Endoskops eingesetzt Das Gewebeproben-Entnahmeinstrument steht aus dem Ende des flexiblen Schlauches in Richtung auf den erkrankten Bereich der Körperhöhlung vor, so daß damit eine Gewebeprobe entnommen werden kann. Zu dem Zweck wird das Probenentnahmeinstrument auf den erkrankten Bereich gerichtet in dem das Endoskop selbst abgebogen oder ausgelenkt wird. Es ist jedoch schwierig, den Rumpf des Endoskops selbst scharf abzubiegen, denn darin befindet sich eine lichtleitende Röhre, ein Schlauch zur Zuführung von Gas oder Wasser und ein Einführschlauch für das Probenentnahme-Instrument Der Rumpf des Endoskops hat deshalb einen verhältnismäßig großen Durchmesser.

Die Vorderenden der Probenentnahme-Instrumente müssen bei der Probenentnahme genau den zu untersuchenden, erkrankten Bereichen in der Körperhöhle gegenüberstehen. Es ist jedoch schwierig, lediglich durch Verbiegen oder Auslenken des Rumpfes des Endoskops von allen Zonen in einer Körperhöhlung Proben zu entnehmen.

Um dieser Schwierigkeit abzuhelfen, wurde eine Vorrichtung zum Auslenken eines Probenentnahme-Instrumentes vorgeschlagen, dessen Schlauch einen relativ kleinen Durchmesser hat, so daß er sich leicht biegen läßt und sein Endbereich für den eigentlichen Probeentnahme-Vorgang gekrümmt werden kann. Ein derartiges Probenentnahme-Instrument ist im praktischen Einsatz.

Bei einem Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen Auslenkvorrichtung für ein Gewebeproben-Entnahmeinstrument besitzt der Endbereich des flexiblen Schlauches die Gestalt einer Schraubenwicklung aus einem mit Windungsabstand gewickelten Metalldraht.

Auf der einen Seite dieses Schraubenwicklungsendes ist ein Versteifungsdraht befestigt, während auf der anderen Seite ein Zugdraht an diesem Ende befestigt ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel einer Auslenkvorrichtung eines herkömmlichen Instrumentes zur

so Entnahme von Gewebeproben aus Körperhöhlungen hat man die eine Seite der mit Windungsabstand gewickelten Drahtwendel elektrolytisch abgearbeitet, um so den Durchmesser des Drahtes auf der einen Seite zu schwächen, so daß der mit Windungsabstand gewickelte Teil der Schraubenwendel nach der Seite hin ausgelenkt werden kann, wo der Drahtdurchmesser verringert ist

Bei der erstgenannten Form ist der Versteifungsdraht mit einem Teil der Wendel verlötet wodurch die Biegefähigkeit der Drahtwendel in diesem gelöteten Abschnitt herabgesetzt ist. Für den Fall, daß das Gewebeproben-Entnahmeinstrument in ein Endoskop eingesetzt ist, das zum Beobachten des zu untersuchenden Bereiches in der Körperhöhle gebogen ist, bestehen Schwierigkeiten, das Instrument in das Endoskop einzuführen, so daß dessen Innenseite manchmal sogar beschädigt wird. Außerdem ist die am Zugdraht zur Auslenkung der Vorrichtung erforderliche Kraft durch