DE19922056A1 - Instrument für medizinische Zwecke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Instrument für medizinische Zwecke mit einem in einen tierischen oder menschlichen Körper einführbaren Gehäuse (8), einer im Gehäuse (8), vorzugsweise in dessen distalem Ende, angeordneten elektromagnetischen oder akustischen Wandlereinheit (7) zur Erzeugung von elektromagnetischen oder akustischen Wellen, insbesondere Ultraschallwellen, und einem Antrieb (1, 2). Das Besondere der Erfindung besteht darin, daß die Wandlereinheit (7) bewegbar, vorzugsweise drehbar, gelagert ist und vom Antrieb (1, 2) angetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Instrument für medizinische Zwecke mit einem in einen tierischen oder menschlichen Körper einführbaren Gehäuse, einer im Gehäuse, vorzugsweise in dessen distal Ende, angeordneten elektromagnetischen oder akustischen Wandlereinheit zur Erzeugung von elektromagnetischen oder akusti­ schen Wellen, insbesondere Ultraschallwellen, und einem Antrieb.

Solche Instrumente sind insbesondere für Untersuchungen in den menschlichen Körper oder in von außen zugängliche Höhlen des menschlichen Körpers einführbar.

Für eine derartige Untersuchung von Hohlorganen und Gefäßen verwendet man in der Medizin unter anderem Ultraschallinstrumente, mit deren Hilfe man Aussagen über den strukturellen Aufbau von biologischem Gewebe machen kann. Durch die Verwendung von Schallwellen ist es möglich, Strukturen innerhalb eines Gewebes zu beobachten, die einer visuellen Beurteilung häufig nur durch invasive Methoden zugänglich sind. Innerhalb des menschlichen Körpers gibt es jedoch zahlreiche Hohlräume zwischen Organen und innerhalb von Knochen, die einige Bereiche des Körpers für die externe Anwendung von Ultraschall abschirmen. Diese Bereiche kann man nur mit Hilfe von in den Körper einzuführenden Instrumenten der ein­ gangs genannten Art, vorzugsweise Ultraschallinstrumenten, untersuchen. Dabei sollten diese Instrumente in der Lage sein, Schallwellen mindestens in einer Raum­ ebene zu verarbeiten, so daß aus den Schallechos, die von den Instrumenten empfangen und ausgewertet werden, eine Schnittbild-Darstellung der untersuchten Körperstruktur erzeugt werden kann.

Während bei der Verwendung von Instrumenten außerhalb des Körpers genügend Platz für die Abtastung zur Verfügung stellt, bilden die engen Platzverhältnisse im zu untersuchenden Körper bei der Verwendung von in den Körper einzuführenden Instrumenten ein Problem.

In der NL-A-8700632 wird ein Ultraschallinstrument beschrieben, das einen Kathe­ ter aufweist, dessen Spitze entweder einen rotierbar gelagerten akustischen Spiegel enthält oder einen feststehenden akustischen Spiegel enthält und selbst rotierbar gelagert ist. Eine flexible Welle, die mit dem rotierbaren Spiegel oder der rotierbaren Katheterspitze gekoppelt ist, erstreckt sich von der distalen Katheter­ spitze zum proximalen Ende des Katheters und wird von einer außerhalb des Kathe­ ters gelegenen Antriebseinheit angetrieben. Ein Wandler ist in der Katheterspitze gegenüber dem rotierenden akustischen Spiegel angebracht. Die Rotation des akustischen Spiegels erzeugt in verschiedenen Richtungen Ultraschallwellen, und die Echos der Schallwellen werden vom akustischen Spiegel und dann vom Wand­ ler wieder empfangen. Da die Krümmung der flexiblen Welle innerhalb des Kathe­ ters nicht in einer Ebene liegt, ist eine Biegung der Welle in mehreren Achsen relativ zur Lage der Antriebseinheit auch mit einer Drehung des Wandlers ver­ bunden. Dadurch und bedingt durch Haftreibungseffekte lassen sich die Richtungen der Ultraschallwellen nicht genau ermitteln, so daß sich nicht genau vorhersagen läßt, wie das vom Ultraschallgerät dargestellte Bild mit der Lage der Struktur innerhalb des menschlichen Körpers verknüpft ist. Die unterschiedliche Reibung, welche die flexible Welle von Umdrehung zu Umdrehung erfährt, führt weiterhin zu einer statistischen Modulation der Winkelgeschwindigkeit des akustischen Spiegels, was sich in der bildlichen Darstellung der Schallechos als Unschärfe bemerkbar macht.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird in der US 5 603 327 vorgeschlagen, den fest eingebauten Ultraschallumformer in mehrere Segmente zu unterteilen, bei denen die Ausbreitungsrichtung der Schallwellen durch entsprechende Ansteuerung erreicht wird. Hierdurch ergibt sich jedoch die Notwendigkeit, auf kleinstem Raum zahlrei­ che elektrische Kontaktierungen vorzusehen und zusätzlich Verstärker für die Vorverstärkung der recht schwachen Echosignale von den zahlreichen Schall­ umformersegmenten in das Instrument zu integrieren. Diese Anordnung bedingt hohe Herstellungskosten. Sofern die Instrumente nur einmal benutzt werden, was häufig der Fall ist, führt dies zu hohen Verbrauchsmittelkosten auf seiten der Anwender.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Position des Ultraschallumformers kontinuierlich zu messen, wodurch eine Korrektur der Darstellung möglich ist. Diese Maßnahme wird in der WO 90/13253 vorgeschlagen. Hierzu ist jedoch der Einsatz eines Winkelmeßumformers erforderlich, welcher allerdings nur die rechentechnisch aufwendige Korrektur der visualisierten Echos zuläßt. Eine komplette Ausregelung der beschriebenen Reibungseffekte ist leider auch bei einem solchen Instrument nicht möglich.

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, den Antrieb in den Katheter zu verlegen, der den akustischen Spiegel bzw. Schallreflektor bewegt. Ein solches Instrument ist in der EP 0 423 895 A1 offenbart, welche den nächstkommenden Stand der Technik bildet, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht. Mit dieser bekannten Anord­ nung werden zwar die Nachteile der bisher beschriebenen Anordnungen vermieden; jedoch erlaubt diese Anordnung eine Festlegung des Abstrahlwinkels der Schall­ wellen nur in einem engen Bereich. Außerdem hat sich herausgestellt, daß man aufgrund der baulichen Gegebenheiten bei dieser Anordnung im wesentlichen nur auf hohe Schallfrequenzen festgelegt ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Instrument der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sich die Wandlereinheit, insbesondere hinsichtlich Frequenz und Abstrahlrichtung der Wellen, flexibler einsetzen läßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Instrument der eingangs ge­ nannten Art die Wandlereinheit bewegbar gelagert ist und vom Antrieb angetrieben wird.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung, bei welcher die Wandlereinheit vor­ zugsweise drehbar gelagert ist und vom Antrieb im wesentlichen direkt angetrieben wird, da der Antrieb wie die Wandlereinheit im Gehäuse sitzt, lassen sich ver­ schiedene Vorteile erzielen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zum einen ein akustischer Spiegel oder Schallreflektor und zum anderen Kraftübertragungsmittel wie beispielsweise eine Welle nicht erforderlich sind, was zu einem vereinfachten Aufbau und zu einer spürbaren Senkung der Herstellungs­ kosten führt. Die im wesentlichen direkte und starre mechanische Kopplung von Antrieb und Wandlereinheit vermindert ferner Schwingungen infolge von Reibung, die der durch den Antrieb vorgegebenen Bewegung überlagert sind, und führt aufgrund der dadurch erzielten sehr gleichförmigen Bewegung der Wandlereinheit zu einer sehr gleichförmigen Abtastung durch die von der Wandlereinheit erzeugten Wellen. Außerdem ergibt sich ein großer Spielraum für die Gestaltung der Wandler­ einheit, wobei insbesondere die Frequenz und der Abstrahlwinkel nahezu frei gewählt werden können. Schließlich ist durch den mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung erzielten kompakten Aufbau unter Einbeziehung aller notwendigen und mechanischen Komponenten eine einfache Montage und Demontage möglich, was zu einer kostengünstigen Wiederverwendbarkeit von wesentlichen Komponenten des Instrumentes führt.

Die Wandlereinheit kann aus einem oder mehreren Wandlersegmenten, vorzugs­ weise akustisch wirksamen Segmenten, bestehen.

Eine gegenwärtig besonders bevorzugte Ausführung zeichnet sich dadurch aus, daß die Wandlereinheit an mindestens einem ersten Kontaktstück angeschlossen ist, am Gehäuse mindestens ein zweites Kontaktstück angeordnet ist und sich die ersten und zweiten Kontaktstücke in gegenseitiger gleitender Berührung befinden, wodurch eine kontinuierliche und sichere Kontaktierung und somit ein zuverlässiger elektrischer Anschluß der bewegbar gelagerten Wandlereinheit realisiert wird. Selbstverständlich können mehrere erste und zweite Kontaktstücke vorgesehen sein, insbesondere wenn die Wandlereinheit aus mehreren Wandlersegmenten besteht. Dabei bilden die ersten und zweiten Kontaktstücke jeweils ein Kontakt­ paar, von denen das zweite Kontaktstück den Gegenkontakt zum ersten Kontakt­ stück bildet. Üblicherweise sind für die elektrische Kontaktierung der Wandler­ einheit mindestens zwei Kontaktpaare erforderlich, so daß sich die Anzahl der Kontaktpaare um mindestens ein weiteres Kontaktpaar für jedes neu hinzukom­ mende Segment erhöht, sofern die Wandlereinheit aus mehr als einem Wand­ lersegment besteht.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß die Kontaktierung der Wandlereinheit mit mecha­ nisch gleitenden oder schleifenden Kontaktstücke einen eigenständigen Erfindungs­ aspekt bildet.

Die ersten und/oder zweiten Kontaktelemente sind vorzugsweise elastisch gelagert, was zu einer besonders sicheren Kontaktgabe führt.

Bei einer solchen Kontaktierung können mehrere, unabhängig voneinander elastisch aufgehängte, elektrisch untereinander verbundene Kontaktelemente gleichzeitig ein oder mehrere elektrisch zusammenhängende, starr miteinander verbundene Kon­ taktpartner berühren.

Eine gegenwärtig besonders bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführung zeichnet sich dadurch aus, daß die Wandlereinheit auf einer rotierenden und/oder linear oszillierenden und vom Antrieb angetriebenen Welle sitzt, auf der die ersten Kon­ taktelemente angeordnet sind. Dabei können die die ersten Kontaktelemente mit der Wandlereinheit verbindenden Leiter innerhalb der Welle angeordnet sein, wodurch die Leiter besonders platzsparend untergebracht sind. Hierzu kann die Welle hohl sein und können die Leiter als gegeneinander isolierte Drähte ausgebil­ det sein. Für die Anordnung der Leiter innerhalb der Welle kann entweder ein koaxialer Aufbau gewählt werden oder können die Leiter auf der Oberfläche einer auf der Innenfläche der als Hohlwelle ausgebildeten Welle aufgetragenen Isolations­ schicht geführt sein. Ebenfalls kann die Welle selbst auch als Leiter benutzt wer­ den, wodurch mindestens ein Draht eingespart werden kann, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt.

Zweckmäßigerweise ist das zweite Kontaktelement als Feder ausgebildet, wobei das erste Kontaktelement als ein die Welle umgebender ringförmiger Abschnitt ausgebildet sein und das zweite Kontaktelement das erste Kontaktelement im wesentlichen tangential berühren kann, um eine sichere Kontaktgabe zu erzielen. Hierzu kann das zweite Kontaktelement als geradliniges oder gekrümmtes Feder­ blech ausgebildet sein. Alternativ läßt sich das zweite Kontaktelement auch als eine die Welle umgebende Spiralfeder ausführen, wodurch ein größerer Federweg erzielbar ist. Der Querschnitt des beweglichen zweiten Kontaktelementes kann dabei beliebig an die Anforderungen einer sicheren Kontaktgabe angepaßt werden. Insbesondere sind quadratische oder runde Querschnitte der einzelnen Kontaktfe­ dern mit über ihre Länge veränderlichem Querschnitt möglich.

Zweckmäßigerweise können die ersten und zweiten Kontaktelemente gemeinsam auch zusätzlich noch eine radiale Lagerung für die Welle bilden. Alternativ oder zusätzlich kann die Welle auch durch sonstige Radial- und ggf. auch Axiallager und/oder durch Dichtungen gelagert sein.

Die ersten und zweiten Kontaktelemente können gemeinsam in einem ersten Gehäuseabschnitt angeordnet sein, der gegenüber dem übrigen Gehäuse abgedich­ tet ist und Gas oder Flüssigkeit enthält. Diese Anordnung dient im wesentlichen zur Abdichtung gegenüber einem Medium, welches zur akustischen Kopplung der als Ultraschallwandler ausgebildeten Wandlereinheit verwendet wird. Dabei soll weder das Gas oder die Flüssigkeit sich hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften, insbesondere der die elektrischen Dämpfung und der Isolation unterschiedlicher Kontaktelemente gegeneinander, negativ auswirken, noch deren Strömungseigen­ schaft zum Aufschwimmen der Kontaktelemente oder einer unzulässigen Erhöhung des Reibmomentes führen.

Zur direkten Kopplung mit der Wandlereinheit sollte der Antrieb im Gehäuse vor­ zugsweise in unmittelbarer Nähe von der Wandlereinheit angeordnet sein.

Der Antrieb kann einen elektrostatischen, elektromagnetischen, piezoelektrischen, magnetostriktiven oder fluidischen Motor aufweisen und zum Zwecke der Drehmo­ mentenerhöhung wahlweise mit einem ein- oder mehrstufigen, gleichmäßig oder ungleichmäßig übersetzenden Getriebe versehen sein. Zusätzlich kann eine Rege­ lung vorgesehen sein, die beispielsweise einen Winkelmeßumformer aufweisen kann, oder es kann zu diesem Zweck ein synchroner Motor verwendet werden.

Die Wandlereinheit kann wahlweise mehrere Wandler, vorzugsweise Ultraschall­ umformer, aufweisen, die in bezug auf die Längsachse des Gehäuses axial und/­ oder radial ausgerichtet sind. Jeder dieser Wandler kann dabei wiederum aus einem oder mehreren aktiven Segmenten variabler Anordnung und Form bestehen. Die Kontaktierung bei der Verwendung mehrerer Wandler und/oder Segmente kann dabei so gestaltet sein, daß Strompfade, die stets dasselbe elektrische Potential aufweisen, zusammengefaßt und über ein einzelnes Kontaktelementenpaar kon­ taktiert werden können.

Falls die Wandlereinheit mindestens einen Ultraschallumformer aufweist, kann dieser in einem zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet sein, der gegenüber dem übrigen Gehäuse abgedichtet ist und ein Fluid zur akustischen Kopplung enthält.

Üblicherweise ist das Instrument mit einem Katheter versehen, wobei das Gehäuse am distalen Ende des Katheters abnehmbar befestigt ist. Hierbei bildet das Gehäuse also eine bauliche Einheit zur Aufnahme des Antriebs, der Kontaktierung und der Wandlereinheit, welche sich auf einfache Weise als Funktionseinheit montieren und demontieren läßt. Dies gewährleistet zusammen mit der Sterilisierbarkeit aller Komponenten eine wirtschaftliche Wiederverwendbarkeit.

Schließlich kann das Gehäuse die Form eines Rohres besitzen, insbesondere wenn es an einem Katheter befestigt ist.

Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprü­ chen angegeben.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektischer und teilweise geschnittener Ansicht das distale Ende eines Ultraschallinstrumentes;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausführung einer im distalen Ende sitzenden Schleifringanordnung entlang der Linie A-A von Fig. 1; und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführung der im distalen Ende sitzenden Schleifringanordnung entlang der Linie A-A von Fig. 1, wobei jedoch das Außen­ gehäuse, das innere Gehäuse und die Welle weggelas­ sen sind.

Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung des distalen Endes eines Ultraschall­ instrumentes für Anwendungen innerhalb des menschlichen Körpers.

Das distale Ende weist einen Antrieb mit einem Motor 1 auf, der beispielsweise als Synchronmotor ausgeführt sein kann, welcher für eine konstante Drehzahl sorgt. Dabei kommen vorzugsweise elektrostatische, elektromagnetische, piezoelek­ trische, magnetostriktive oder fluidische Motoren in Betracht. Falls insbesondere eine andere Motorart als ein Synchronmotor verwendet wird, sollte eine Antriebs­ regelung vorgesehen werden, die beispielsweise mit einem Winkelmeßumformer arbeitet. Über eine nicht dargestellte Ausgangswelle ist der Motor 1 in der darge­ stellten Ausführung mit einem Getriebe 2 gekoppelt, welches zur Erhöhung des Drehmomentes eingesetzt wird. Dabei kann ein ein- oder mehrstufiges, gleichmäßig oder ungleichmäßig übersetzendes Getriebe vorgesehen werden, wobei ein Plane­ tengetriebe bevorzugt wird.

Von der ausgangsseitigen Stirnseite des Getriebes 2 erstreckt sich in axialer Richtung ein inneres rohrförmiges Gehäuse 3, das zwei voneinander beabstandete Schleifringe 4a und 4b aufnimmt. Die Schleifringe 4a, 4b haben jeweils eine Zylinderform und befinden sich mit ihrem äußeren Mantel in berührender Anlage an der Innenwandung des inneren Gehäuses 3. Wie Fig. 1 erkennen läßt, sind die beiden Schleifringe 4a und 4b in axialem Abstand voneinander sowie vom Getriebe 2 angeordnet.

Mit dem Ausgang des Getriebes 2 gekoppelt ist eine Welle 6, die sich durch die beiden hintereinanderliegenden Schleifringe 4a, 4b erstreckt und dabei koaxial zu diesen sowie zu dem inneren Gehäuse 3 angeordnet ist.

Am in bezug auf das Getriebe 2 gegenüberliegenden freien Ende ist das rohrförmige Innengehäuse 3 durch einen Dichtring 5 abgeschlossen, durch den sich abgedichtet die Welle erstreckt. Somit bildet das innere Gehäuse 3 ein gegenüber der Umge­ bung geschlossenes Abteil, dessen Volumen mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt werden kann, deren elektrische Eigenschaften sich jedoch weder im Hinblick auf eine dielektrische Dämpfung noch hinsichtlich der Isolation der Kontakte der beiden Schleifringe 4a und 4b gegeneinander negativ auswirkt und deren Strö­ mungseigenschaften nicht zum Aufschwimmen der Kontakte der Schleifringe 4a und 4b oder einer unzulässigen Erhöhung des Reibmomentes führen darf.

Auf dem außerhalb des inneren Gehäuses 3 liegenden freien Ende der Welle 6 sitzt drehfest zu dieser ein Ultraschallumformer 7. Bei Aktivierung des Motors 1 wird über das Getriebe 2 die Welle 6 in Rotation um ihre Längsachse versetzt, wodurch auch der Ultraschallumformer 7 entsprechend in Rotation versetzt wird.

Die zuvor beschriebenen Komponenten sind in einem rohrförmigen Außengehäuse 8 untergebracht. Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist die Wandung des Außengehäuses 8 im Bereich des Motors 1 und des Getriebes 2 dicker als im Bereich des inneren Gehäuses 3 und des Ultraschallumformers 7. Dadurch wird, wie Fig. 1 erkennen läßt, im Bereich des dem inneren Gehäuse 3 zugewandten Endes des Getriebes 2 an der Innenwandung des Außengehäuses 8 ein Absatz gebildet, an dem sich ein Abschnitt mit einem größeren lichten Durchmesser anschließt, in dem das innere Gehäuse 3 sitzt. Dabei liegt das innere Gehäuse 3 mit seinem Außenmantel flächig an der Innenwandung des Außengehäuses 8 an. An seinem dem Getriebe 2 zu­ gewandten Ende weist das innere Gehäuse 3 einen nach innen ragenden ringförmi­ gen Vorsprung auf, der sich in Eingriff mit dem benachbarten Ende des Gehäuses des Getriebes 2 befindet und eine axiale Halterung bildet.

An seinem - gemäß Fig. 1 rechten - freien Ende ist das Außengehäuse 8 ge­ schlossen, so daß es dort ein durch den Dichtring 5 gegenüber dem Innenraum des inneren Gehäuses 3 und gegenüber der Umgebung geschlossenes Abteil bildet, in dem der sich drehende Ultraschallumformer 7 angeordnet ist. Dieses Gehäuseabteil ist vorzugsweise mit einem Medium gefüllt, welches zur akustischen Kopplung des Ultraschallumformers 7 dient und insbesondere zur Anpassung des akustischen Wellenwiderstandes des Ultraschallumformers 7, des Außengehäuses 5 und des menschlichen Gewebes notwendig ist.

Der Antrieb 1, das Getriebe 2, die Schleifringe 4a und 4b, die Welle 6 und der Ultraschallumformer 7, welche sämtlich in dem Außengehäuse 8 untergebracht sind, bilden mit diesem zusammen eine bauliche Einheit, die mit ihrem - gemäß Fig. 1 linken - proximalen Ende an einem in den Figuren nicht dargestellten Katheter abnehmbar befestigt werden kann.

Die Querschnittsansicht von Fig. 2 zeigt den Aufbau des Schleifringes 4b, wobei der Schleifring 4a im dargestellten Ausführungsbeispiel den gleichen Aufbau besitzt. Hiernach weisen die Schleifringe jeweils einen zylindrischen Träger auf, der mit seinem Außenmantel flächig an der Innenwandung des inneren Gehäuses 3 anliegt. Herausgeschnitten aus dem zylindrischen Träger sind nach innen gekrümm­ te Kontaktfedern 8a und 8b, die mit ihrem einen Ende einstückig mit dem zylin­ drischen Träger verbunden sind und mit ihrem anderen Ende etwa tangential am Umfang der Welle 6 anliegen. Gemäß Fig. 2 sind im dargestellten Ausführungsbei­ spiel pro Schleifring jeweils zwei gegenüberliegende Kontaktfedern 8a, 8b vor­ gesehen. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, eine größere Anzahl von Kontaktfedern an den Schleifringen auszubilden. In der Darstellung von Fig. 2 sind die Kontaktfedern 8a, 8b um etwa 90° gekrümmt. Sie können alternativ aber auch eine geradlinige Form besitzen. Gleichfalls ist es aber auch denkbar, die Kontaktfe­ dern spiralförmig auszubilden, um den resultierenden Federweg zu vergrößern. Auf jeden Fall sind die Kontaktfedern 8a, 8b in radialer Richtung auf die Welle 6 fe­ dernd vorgespannt, um eine sichere Kontaktierung zu gewährleisten. Die Kon­ taktfedern 8a, Sb bestehen entweder aus einem Federdraht, der mit einer oder mehreren Schichten aus Kontaktwerkstoff versehen ist, oder aus einem Kontakt­ material mit geeigneten elastischen Eigenschaften.

Wie Fig. 2 ferner erkennen läßt, besteht die kontaktierte Welle 6 aus einem Mantel 9a und einem massiven metallischen Kern 9b sowie einer dazwischenlie­ genden Isolierschicht 10, wobei der Aufbau koaxial ist. Da die Kontaktfedern 8a, 8b auf Abschnitten des Mantels 9a aufliegen, bilden diese Gegenkontakte zu den Kontaktfedern 8a, 8b. Entsprechend der Anzahl der Schleifringe 4a und 4b ist der Mantel 9a der Welle 6 in metallisch leitende Umfangsabschnitte unterteilt, die durch isolierende Abschnitte voneinander getrennt sind, was in den Figuren im einzelnen nicht näher dargestellt ist.

Fig. 3 zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 2 eine alternative Ausführung der Kontaktanordnung, wobei das Außengehäuse 8, das innere Gehäuse 3 und die Welle 6 aus Gründen der besseren Übersicht weggelassen sind. Bei dieser Aus­ führung ist der dargestellte Schleifring 4b als metallischer Träger vorgesehen, an dem Kontaktstücke 12a bis 12j angeordnet sind. Gemäß dem in Fig. 3 dargestell­ ten Ausführungsbeispiel sind zehn Kontaktstücke 12a bis 12j vorgesehen und geradlinig ausgebildet, wobei deren Enden tangential am Umfang der in Fig. 3 nicht dargestellten Welle 6 anliegen. Der Aufbau der Welle 6 bei dieser zweiten Ausführung ist der gleiche wie bei der ersten Ausführung gemäß Fig. 2. Die Kontaktstücke 12a bis 12j sind als Federelemente ausgebildet und können aus dem gleichen Material wie die Kontaktfedern 8a, 8b der ersten Ausführung bestehen.

Über die zuvor beschriebenen Schleifkontakte 4a und 4b ist der Ultraschallumfor­ mer 7 an eine in den Figuren nicht dargestellte Signalverarbeitungseinheit elektrisch angeschlossen, bei welcher es sich überlicherweise um ein externes Gerät handelt.

Dabei ist der Ultraschallumformer 7 an die metallischen Umfangsabschnitte des Mantels 9a der Welle 6 durch Leiter angeschlossen, die innerhalb der Welle geführt sind, was in den Figuren im einzelnen nicht näher dargestellt ist. Hierbei kann es sich um gegeneinander isolierte Einzeldrähte handeln. Alternativ oder zusätzlich können die Leiter auch auf der Isolierschicht 10 ausgebildet sein. Auch der Mantel 9a der Welle 6 kann als Leiter genutzt werden. Von den zylindrischen Trägern der Schleifringe 4a, 4b sind in den Figuren ebenfalls nicht dargestellte Drähte entlang der Innenwandung des Außengehäuses 8 zum in den Figuren nicht dargestellten Katheter und von dort zu der Signalverarbeitungseinheit geführt.

Für die Kontaktfedern 8a, 8b und/oder für die zugehörigen elektrisch leitenden Umfangsabschnitte des Mantels 9a der Welle 6 sollte Material mit hoher Leitfähig­ keit, insbesondere hoher Oberflächenleitfähigkeit, und/oder geringer Gleitreibung verwendet werden. Hierzu eignen sich insbesondere Edelmetalle, deren Legierun­ gen oder Sintermaterialien. Die Kontaktfedern 8a, 8b können außerdem als radiale Führung für die Welle 6 dienen. Auch der Dichtring 5 dient als zusätzliches radiales Lager. Gleichwohl können bei Bedarf noch weitere radiale und ggf. axiale Lager vorgesehen werden, welche in den Figuren nicht dargestellt sind.

Schließlich sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß der dargestellte Ultraschall­ umformer wahlweise auch aus mehreren akustisch aktiven Segmenten variabler Anordnung und Form bestehen kann, deren Ausrichtung axial und/oder radial sein kann, wobei die Kontaktierung dann so gestaltet sein kann, daß Strompfade, die stets dasselbe elektrische Potential aufweisen, zusammengefaßt und über einen gemeinsamen Schleifkontakt kontaktiert werden können. Alternativ können auch entsprechend mehrere Ultraschallumformer vorgesehen sein.

Claims (25)

1. Instrument für medizinische Zwecke mit einem in einen tierischen oder menschlichen Körper einführbaren Gehäuse (8), einer im Gehäuse (8), vorzugs­ weise in dessen distalem Ende, angeordneten elektromagnetischen oder akusti­ schen Wandlereinheit (7) zur Erzeugung von elektromagnetischen oder akustischen Wellen, insbesondere Ultraschallwellen, und einem Antrieb (1, 2), dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinheit (7) bewegbar gelagert ist und vom Antrieb (1, 2) angetrieben wird.

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinheit (7) an mindestens einem ersten Kontaktelement (9a) angeschlossen ist, am Gehäuse (8) mindestens ein zweites Kontaktelement (8a, 8b; 12a bis 12j) angeordnet ist und sich die ersten und zweiten Kontaktelemente (9a und 8a, 8b; 12a bis 12j) in gegenseitiger gleitender Berührung befinden.

3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite Kontaktelement (9 und/oder 8a, 8b; 12a bis 12j) elastisch gelagert ist.

4. Instrument nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinheit (7) auf einer rotierenden und/oder linear oszillierenden und vom Antrieb (1, 2) angetriebenen Welle (6) sitzt, auf der das erste Kontaktelement (9a) angeordnet ist.

5. Instrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste Kontaktelement (9a) mit der Wandler­ einheit (7) verbindenden Leiter innerhalb der Welle (6) angeordnet sind.

6. Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) hohl ist und die Leiter als gegeneinander isolierte Drähte ausgebildet sind.

7. Instrument nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) eine Hohlwelle ist, dessen Innenwan­ dung eine Isolationsschicht (10) aufweist, auf der die Leiter angeordnet sind.

8. Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) mehrere im Querschnitt ringförmige koaxiale Abschnitte (9a, 9b) aufweist, die voneinander isoliert sind und die Leiter bilden.

9. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) selbst einen Leiter bildet.

10. instrument nach Anspruch 3 sowie nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktelement (8a, 8b; 12a bis 12j) als Feder ausgebildet ist.

11. Instrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktelement (9a) als ein die Welle umgebender ringförmiger Abschnitt und das zweite Kontaktelement (8a, 8b; 12a bis 12j) das erste Kontaktelement (9a) im wesentlichen tangential berührt.

12. Instrument nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktelement (8a, 8b; 12a bis 12j) als geradliniges oder gekrümmtes Federblech ausgebildet ist.

13. Instrument nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktelement als die Welle umgebende Spiralfeder ausgebildet ist.

14. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kontaktelemente (9a und 8a, 8b; 12a bis 12j) gemeinsam eine radiale Lagerung für die Welle (6) bilden.

15. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kontaktelemente (9a und 8a, 8b) gemeinsam in einem ersten Gehäuseabschnitt (3) angeordnet sind, der gegen­ über dem übrigen Gehäuse (8) abgedichtet ist und Gas oder Flüssigkeit enthält.

16. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1, 2) im Gehäuse (8) benachbart zur Wandlereinheit (7) angeordnet ist.

17. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1, 2) einen elektrostatischen, elek­ tromagnetischen, piezoelektrischen, magnetostriktiven oder fluidischen Motor (1) aufweist.

18. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1, 2) ein ein- oder mehrstufiges, gleich­ mäßig oder ungleichmäßig übersetzendes Getriebe (2) aufweist.

19. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1, 2) eine Regelung aufweist.

20. Instrument nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung einen Winkelmeßumformer aufweist.

21. Instrument nach den Ansprüchen 17 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) ein synchroner Motor ist.

22. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinheit (7) mehrere Wandler, vorzugs­ weise Ultraschallumformer, aufweist, die in bezug auf die Längsachse des Gehäu­ ses (8) axial und/oder radial ausgerichtet sind.

23. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22, bei welchem die Wandlereinheit (7) mindestens einen Ultraschallumformer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallumformer (7) in einem Gehäuseab­ schnitt angeordnet ist, der gegenüber dem übrigen Gehäuse (8) abgedichtet ist und ein Fluid zur akustischen Kopplung enthält.

24. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23 mit einem Katheter, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) am distalen Ende des Katheters abnehmbar befestigt ist.

25. Instrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) die Form eines Rohres besitzt.