DE102019131634A1

DE102019131634A1 - Endoskop und Endoskopschutzhülle

Info

Publication number: DE102019131634A1
Application number: DE102019131634.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schröer; Johannes Bourbon; Matthias Kühn; Lutz Labusch; Michael Schwärzle; Peter Liebetraut; Gabriel Liske
Original assignee: Schoelly Fiberoptic GmbH
Current assignee: Schoelly Fiberoptic GmbH
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Endoskop (1) mit einer in einem distalen Ende des Endoskops (1) ausgebildeten Endoskopspitze (3), wobei die Endoskopspitze (3) eine Frontfläche (5) und eine Seitenfläche (6) aufweist, wobei die Endoskopspitze (3) einen optisch aktiven Bereich (4) aufweist, durch welchen Licht einfallen kann, und wobei zur Tröpfchenableitung zwischen der Frontfläche (5) und der Seitenfläche (6) wenigstens ein Ableitpfad (7) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einer in einem distalen Endbereich des Endoskops ausgebildeten Endoskopspitze, wobei die Endoskopspitze eine Frontfläche und eine Seitenfläche aufweist, wobei die Endoskopspitze einen optisch aktiven Bereich, insbesondere bestehend aus Sichtbereich und Abstrahlbereich, aufweist, durch welchen Licht einfallen beziehungsweise abgestrahlt werden kann.
Die Erfindung betrifft weiter eine Endoskopschutzhülle, in die ein Schaft eines Endoskops einführbar ist.
Endoskope eingangs genannter Art sind bereits bekannt und bilden somit den Stand der Technik. Bei derartigen Endoskopen, die zum Beispiel im medizinischen Bereich einsetzbar sind, kann es vorkommen, dass sich während des Gebrauchs Verunreinigungen, wie zum Beispiel Flüssigkeiten (z.B. Körperflüssigkeiten, Blut) und/oder feste Stoffpartikel im optisch aktiven Bereich des Endoskops absetzen. Dies führt zu einer Beeinträchtigung der Sicht eines Nutzers auf eine durch das Endoskop betrachteten Szene. Die Verunreinigungen, die zum Beispiel eine Tröpfchenform aufweisen, können sich während der weiteren Nutzungsdauer des Endoskops zudem zunehmend vergrößern und den optisch aktiven Bereich dadurch noch weiter einschränken. Besonders an Kanten des Randes der Endoskopspitze und an anderen relativ scharfkantigen Fließhindernissen insbesondere an der Frontfläche setzen sich besonders häufig Tröpfchen und/oder Feststoffe ab. Es wäre daher wünschenswert, die Ablagerung von Verunreinigungen wenigstens im optisch aktiven Bereich zu vermeiden.
Um den optisch aktiven Bereich wieder frei von abgesetzten Verunreinigungen zu bekommen, muss das Endoskop bislang aus dem untersuchten Bereich, wie beispielsweise aus einem Körperhohlraum, entfernt und außerhalb gereinigt werden. Eine Reinigung innerhalb des untersuchten Bereichs ist somit ebenfalls wünschenswert.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, die Gebrauchseigenschaften von Endoskopen eingangs genannter Art zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Endoskop mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 bereitgestellt.
Insbesondere wird erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe ein Endoskop eingangs genannter Art vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen der Frontfläche und der Seitenfläche wenigstens ein Ableitpfad für sich bildende Verunreinigungen, insbesondere Tröpfchen und/oder Feststoffe, ausgebildet ist. Der Ableitpfad ist derart konzipiert, dass eine mit diesem in Kontakt tretende Verunreinigung, insbesondere in Form eines Tröpfchens, die sich im Bereich des Ableitpfades bildet oder sich bis dahin abrollt, über den Ableitpfad aus dem Sichtbereich und/oder einem Abstrahlbereich einer Beleuchtungseinrichtung transportierbar ist oder transportiert wird. Das Ableiten kann dabei aktiv, beispielsweise durch eine Bewegung des Endoskops, oder passiv, beispielsweise durch Kapillarkräfte und/oder durch die wirkende Schwerkraft / Hangabtriebskraft insbesondere bei geneigten Frontflächen erfolgen. Somit kann auch eine Reinigung des Sichtbereichs erfolgen, wenn das Endoskop in einen zu untersuchenden Bereich, wie einem Hohlraum, eingeführt ist, ohne es daraus entfernen zu müssen.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, die allein oder in Kombination mit den Merkmalen anderer Ausgestaltungen optional zusammen mit den Merkmalen nach Anspruch 1 kombiniert werden können. Insbesondere werden nachfolgend mehrere unterschiedliche Ausführungsvarianten zur Ausbildung eines Ableitpfades beschrieben, die allein oder in Kombination zur Lösung der Aufgabe herangezogen werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass zwischen der Frontfläche und der Seitenfläche ein Übergangsbereich ausgebildet ist, welcher zwischen Frontfläche und Seitenfläche vermittelt. „Vermitteln“ im Sinne der Anmeldung kann dabei bedeuten, dass eine Annäherung zwischen den Ausrichtungen der Frontfläche und der Seitenfläche innerhalb des Übergangsbereichs vorgesehen ist. Scharfkantige Strukturen können so vermieden werden. Der Übergangsbereich kann somit wenigstens abschnittsweise eine Richtungsänderung und/oder eine gekrümmte Fläche aufweisen. Vorzugsweise kann der Übergangsbereich eine nach außen hin wenigstens abschnittsweise konvexe Form aufweisen.
Gemäß einer weiteren alternativen oder die vorhergehenden Lösungen ergänzenden Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass zwischen der Frontfläche und der Seitenfläche wenigstens eine Kapillarnut ausgebildet ist. Die Kapillarnut kann als ein feiner, langgestreckter Hohlraum ausgebildet sein, wobei eine Flüssigkeit, insbesondere eines Tröpfchens, durch die Kapillarnut ansaugbar und abtransportierbar ist. Der Kapillareffekt der Kapillarnut ist dabei von der abzusaugenden Flüssigkeit und dem Durchmesser der Kapillarnut abhängig. Soll damit zum Beispiel Blut abtransportiert werden, muss ein größerer Durchmesser als bei Wasser gewählt werden. Der Durchmesser einer bevorzugten Kapillarnut kann beispielsweise maximal 3 mm, insbesondere maximal 2,5 mm, insbesondere maximal 2 mm, insbesondere maximal 1,5 mm, insbesondere maximal 1 mm oder weniger betragen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, die alternativ oder ergänzend zu den vorhergehenden Lösungen verwendbar ist, kann es vorgesehen sein, dass der Sichtbereich wenigstens über einen Teilbereich eine schmutzabweisende, vorzugsweise hydrophobe, Beschichtung aufweist. Die abweisende Eigenschaft einer Beschichtung kann indirekt über einen durch einen mit der beschichteten Oberfläche in Kontakt tretenden Tropfen und dessen Kontaktwinkel bestimmt werden. Das gewünschte Ergebnis bei Blut wird durch einen großen Kontaktwinkel (hydrophob) und eine niedrige Kontaktwinkelhysterese erzielt. Ab einem Kontaktwinkel zwischen Wasser und einer Oberfläche von ca. 90 Grad spricht man üblicherweise von einer hydrophoben Beschichtung. Eine niedrige Kontaktwinkelhysterese kann insbesondere ein Wert von maximal 45°, insbesondere maximal 35°, insbesondere maximal 25°, insbesondere maximal 15°, insbesondere maximal 10° oder weniger sein. Eine Kontaktwinkelhysterese kann in bekannter Weise bestimmt werden, vorzugsweise als Differenz eines Vorrückwinkels minus eines Rückzugswinkels. Bevorzugt kann die schmutzabweisende, vorzugsweise wenigstens teilweise hydrophobe, Beschichtung auf der Frontfläche und/oder der Seitenfläche angeordnet oder ausgebildet sein. Besonders bevorzugt kann es dabei sein, wenn wenigstens der optisch aktive Bereich, insbesondere der gesamte optisch aktive Bereich, eine schmutzabweisende, insbesondere hydrophobe Beschichtung aufweist. Durch eine schmutzabweisende, insbesondere wenigstens teilweise hydrophobe Beschichtung ist es möglich, dass eine Verunreinigung, wie ein Tröpfchen von der Frontfläche und/oder der Seitenfläche abperlt, insbesondere rückstandsfrei abperlt. Ein Benetzen oder ein sogenanntes „Pinning“ der Tröpfchen und/oder sonstiger Verunreinigungen innerhalb des optisch aktiven Bereichs, insbesondere an Fließhindernissen, und/oder innerhalb des Abstrahlbereichs einer Beleuchtungseinrichtung des Endoskops kann dadurch effektiv verhindert werden. Somit kann eine Beeinträchtigung des Sichtbereichs durch sich festsetzende Verunreinigungen besser verhindert werden.
Um ein Einbrennen einer Verunreinigung, beispielsweise eines Bluttröpfchens, innerhalb eines Abstrahlbereichs zumindest einer Beleuchtungseinrichtung verhindern zu können, kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass ein Abstrahlbereich der Beleuchtungseinrichtung wenigstens über einen Teilbereich eine schmutzabweisende Beschichtung, insbesondere eine wenigstens teilweise hydrophobe Beschichtung, aufweist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Frontfläche und die Seitenfläche wenigstens teilweise durch einen wenigstens teilweise transparenten Grundkörper ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung kann auf scharfkantige Strukturen, wie insbesondere Halteelemente im Bereich der Frontfläche und der Seitenfläche der Endoskopspitze verzichtet werden. Der Grundkörper kann hierbei beispielsweise als eine Kappe oder eine Hülse ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Ableitpfad, beispielsweise ein als Kapillarnut ausgebildeter Ableitpfad, zumindest durch wenigstens ein Stegelement ausgebildet ist, wobei das Stegelement zusätzlich zur Befestigung eines Deckelements und/oder eines Grundkörpers beispielsweise an einem Schaft des Endoskops dient. Das wenigstens eine Stegelement kann beispielsweise als wenigstens eine Klammer ausgebildet sein. Somit kann einem Stegelement eine Doppelfunktion zukommen.
Um ein Abgleiten einer Verunreinigung, wie eines Tröpfchens, von der Frontfläche noch weiter zu erleichtern, kann der Übergangsbereich eine schmutzabweisende, insbesondere wenigstens teilweise hydrophobe, Beschichtung aufweisen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Übergangsbereich an einem transparenten Grundkörper, beispielsweise dem bereits zu vorgenannten Grundkörper, ausgebildet sein.
Um eine Vermittlung zwischen der Frontfläche und der Seitenfläche herzustellen, kann der Übergangsbereich wenigstens teilweise schräg zur Frontfläche und zur Seitenfläche ausgerichtet sein. Hierbei kann es z.B. vorgesehen sein, dass der Übergangsbereich durch eine Fase ausgebildet ist und/oder dass der Übergangsbereich eine Abrundung aufweist. Bevorzugt kann der Übergangsbereich somit kantenfrei ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die schmutzabweisende Beschichtung eine hydrophobe Nanobeschichtung ist, insbesondere eine Polymerbeschichtung ist. Grundsätzlich sind aus dem Stand der Technik bereits eine Vielzahl schmutzabweisender Beschichtungen bekannt, die bei der Erfindung Anwendung finden können. Beispielsweise können schmutzabweisende Beschichtungen durch Polymerbürsten ausgebildet sein. Dem Fachmann ist aus dem Stand der Technik bekannt, wie er derartige schmutzabweisende Beschichtungen auszubilden hat.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass ein transparenter Grundkörper, beispielsweise der bereits zuvor genannte Grundkörper, aus Glas und/oder Kunststoff hergestellt ist. Alternativ oder ergänzend dazu kann es vorgesehen sein, dass ein Deckelement, beispielsweise das bereits zuvor genannte Deckelement, aus Glas und/oder Kunststoff hergestellt ist. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn durch den Grundkörper und/oder das Deckelement ein Abstrahlbereich und/oder der Sichtbereich ausgebildet ist.
Um eine kontrollierte Ableitung eines Tröpfchens einrichten zu können, kann die schmutzabweisende Beschichtung zwischen der Frontfläche und der Seitenfläche zumindest teilweise ununterbrochen ausgebildet sein. Insbesondere kann die schmutzabweisende Beschichtung im Bereich des Ableitpfads ununterbrochen ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass ein Hydrophobizitätswert der schmutzabweisenden Beschichtung zu einem Kontaktwinkel zwischen einem Wassertropfen und der Oberfläche der Beschichtung führt, der mindestens 90 Grad, insbesondere mindestens 95 Grad, vorzugsweise zwischen 95 Grad und 165 Grad, weiter bevorzugt zwischen 95 Grad und 115 Grad, beträgt.
Um eine Ableitrichtung einer Verunreinigung, wie eines Tröpfchens, motivieren, insbesondere festlegen, zu können, kann ein Hydrophobizitätswert der schmutzabweisenden Beschichtung variieren. Insbesondere kann ein Hydrophobizitätswert der schmutzabweisenden Beschichtung über dem Sichtbereich und/oder dem Abstrahlbereich variieren. Besonders bevorzugt kann ein Hydrophobizitätswert der schmutzabweisenden Beschichtung über dem Sichtbereich und/oder dem Abstrahlbereich mit einem Kontaktwinkel zwischen 90 Grad und 165 Grad, weiter bevorzugt zwischen 95 Grad und 115 Grad, sein.
Vorzugsweise kann es sich gemäß einer Weiterbildung um eine homogen oder heterogen ausgebildete Beschichtung handeln.
Um eine optimale Ausleuchtung einer über den Sichtbereich erfassten Szene zu erhalten, kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der beleuchtete Bereich größer als die erfasste Szene im Sichtbereich sein oder der beleuchtete Bereich und die erfasste Szene im Sichtbereich gleich groß sein.
Um eine einfache Instandsetzung, beispielsweise bei einer Beschädigung des Ableitpfades, zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Ableitpfad über eine Endoskopschutzhülle ausgebildet und/oder daran angebracht ist. Die zuvor in Bezug auf den Ableitpfad offenbarten Merkmale können daher durch die Endoskopschutzhülle ausgebildet sein.
Die oben genannte Aufgabe wird zudem durch die Merkmale des nebengeordneten, auf eine Endoskopschutzhülle zur Ausbildung eines Endoskops gerichteten Anspruchs gelöst. Insbesondere wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe erfindungsgemäß eine Endoskopschutzhülle zur Ausbildung eines Endoskops vorgeschlagen, wobei zwischen einer Frontfläche und einer Seitenfläche eines die Endoskopspitze abdeckenden Abschnitts der Endoskopschutzhülle wenigstens ein Ableitpfad für sich bildende Verunreinigungen, wie zum Beispiel Tröpfchen und/oder Feststoffe, ausgebildet ist. Vorzugsweise kann dadurch ein Endoskop mit einem Ableitpfad nachgerüstet werden. Weiter bevorzugt kann dadurch ein Endoskop, wie es hierin beschrieben und/oder beansprucht ist, hergestellt werden.
Die Erfindung wird nun anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch die Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
Es zeigt:

1 ein Endoskopiesystem mit einem Endoskop, das an einem freien Schaftende eine Endoskopspitze aufweist, die zur Untersuchung einer schwer zugänglichen Stelle, beispielsweise in eine Kavität einführbar ist, wobei ein Nutzer das Endoskop an einem Griffteil führt, und wobei der Schaft des Endoskops in eine Endoskopschutzhülle einführbar ist, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist,
2 eine aus dem Stand der Technik vorbekannte Ausführungsvariante einer Endoskopspitze, an welcher sich innerhalb des optisch aktiven Bereichs Verunreinigungen, wie zum Beispiel Tröpfchen und/oder Feststoffe, an insbesondere scharfkantigen Fließhindernissen (in diesem Fall in Form einer nach innen abgesenkten Stufe) ansammeln und so den optisch aktiven Bereich verkleinern,
3 eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Endoskops mit in diesem Fall gerader Blickrichtung (in Bezug auf eine Längsachse des Schafts), wobei hier im Detail lediglich der relevante Teil - die Endoskopspitze - dargestellt ist,
4 eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Endoskops mit in diesem Fall (in Bezug auf eine Schaftlängsrichtung) abgeschrägter Blickrichtung,
5 mehrere erfindungsgemäße Beispiele für die Ausbildung eines Übergangsbereichs zwischen der Frontfläche und der Seitenfläche der Endoskopspitze (nicht erschöpfend),
6-8 mehrere unterschiedlich ausgebildete optisch aktive Bereiche verschiedener Endoskopspitzen von erfindungsgemäßen Endoskopen, die jeweils schmutzabweisende Beschichtungen mit graduell unterschiedlichen abweisenden Eigenschaften (insbesondere unterschiedliche Hydrophobizitäten) aufweisen, wobei die abweisende Eigenschaft indirekt über einen Kontaktwinkel eines Wassertröpfchens mit einer beschichteten Oberfläche bestimmt ist,
9 eine mögliche Ausgestaltung eines optisch aktiven Bereichs einer Endoskopspitze eines erfindungsgemäßen Endoskops, wobei die schmutzabweisende Beschichtung (grau schraffiert) punktsymmetrisch ausgebildet ist und im Randbereich unterbrochen ist, so dass die Beschichtung nur im Bereich mehrerer Ableitpfade durchgehend von der Frontfläche bis zur Seitenfläche verlaufen, und/oder wobei durch die schraffierten und unschraffierten Bereiche unterschiedliche Hydrophobizitätswerte der Beschichtung dargestellt sind,
10 eine weitere mögliche Ausgestaltung eines optisch aktiven Bereichs einer Endoskopspitze eines erfindungsgemäßen Endoskops, wobei die schmutzabweisende Beschichtung, insbesondere mit unterschiedlichen Hydrophobizitätswerten, (grau schraffiert) rotationssymmetrisch und strahlenförmig von einem Mittelpunkt ausgehend (Kuchenstückform) ausgebildet ist, so dass jede vom Mittelpunkt radial nach außen verlaufende Beschichtung jeweils einen Ableitpfad bildet,
11 eine weitere mögliche Ausgestaltung einer Frontfläche einer Endoskopspitze eines erfindungsgemäßen Endoskops, wobei an der Endoskopspitze in Umfangrichtung beabstandet zueinander ausgebildete Kapillarnuten ausgebildet sind, die jeweils einen Ableitpfad bilden,
12 eine weitere mögliche Ausgestaltung einer Frontfläche einer Endoskopspitze eines erfindungsgemäßen Endoskops, wobei hier durch jeweils ein Paar aus zwei Stegelementen eine Kapillarnut ausgebildet ist, und wobei die Stegelemente ein den optisch aktiven Bereich ausbildendes Deckelement (insbesondere ein Planglas) festhalten,
13 eine längs geschnittene Detailansicht des Bereichs, in dem ein Deckelement eine zusätzliche Kapillarnut ausbildet.

In 1 ist ein im Ganzen als 1 bezeichnetes Endoskop gezeigt, das insbesondere als ein medizinisches Endoskop zur Untersuchung von Patienten eingerichtet sein kann. Derartige Endoskope werden häufig bei chirurgischen Eingriffen eingesetzt, weshalb es vorkommen kann, dass sich, wie in 2 gezeigt ist, Tröpfchen 21 aus Blut und anderen Körperflüssigkeiten an einer in einem distalen Endbereich 2 des Endoskops 1 ausgebildeten Endoskopspitze 3 absetzen können.
Durch die Ansammlung von den in 2 gezeigten Verunreinigungen/Tröpfchen 21 kann ein im distalen Endbereich 2 liegender optisch aktiver Bereich 4 (Sichtbereich 24 und Abstrahlbereich 11) eines Endoskops 1 beeinträchtigt sein, so dass ein Nutzer eine aufgenommene Szene nicht mehr uneingeschränkt erfasst. Dadurch kann es zu folgenschweren Fehlern kommen. Um das zu verhindern, muss daher gerade bei einer längeren Nutzungsdauer das Endoskop 1 aus einer zu untersuchenden Kavität entnommen und anschließend gereinigt werden. Reinigungsvorgänge dieser Art unterbrechen den Fluss eines chirurgischen Eingriffs und können dessen Gesamtdauer enorm verlängern. Zudem kann in gewissen Situationen ein schnelles Handeln erforderlich sein, so dass die Reinigung des optisch aktiven Bereichs 4 zu lange dauert oder nicht zufriedenstellend ist.
Der Sichtbereich 24, vorzugsweise der gesamte optisch aktive Bereich 4, des Endoskops 1 wird einerseits durch eine vorzugsweise im distalen Endbereich 2 angeordnete Bildaufnahmevorrichtung 23, wie zum Beispiel einem Bildsensor und/oder eine abbildende Optik, einem Abstrahlbereich 11 wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung 12 (in diesem Fall zweier Beleuchtungseinrichtungen 12) und/oder einem Öffnungswinkel einer wenigstens teilweise transparent ausgebildeten Frontfläche 5 bestimmt.
Durch ein Linsensystem des Abbildungspfades kann somit Licht von außen einfallen und von der Bildaufnahmevorrichtung 23 aufgenommen werden. Die Bildaufnahmevorrichtung 23 kann in einer Endoskopspitze 3 angeordnet sein. Alternativ dazu kann die Bildaufnahmevorrichtung 23 in einem von der Endoskopspitze 3 entfernen Bereich angeordnet sein.
Die Endoskopspitze 3 weist neben der Frontfläche 5 zumindest eine Seitenfläche 6 auf. Bei vorbekannten Endoskopen 1, die bereits Plangläser mit einer abweisenden Eigenschaft verfügen, kommt es besonders häufig am Übergang zwischen der Frontfläche 5 zur Seitenfläche 6 zu einer Ansammlung von Verunreinigungen 21. Zudem kommt es auch an Halterungen von üblicherweise den optisch aktiven Bereich 4 ausbildenden Plangläsern 22 zu einer Ansammlung von Verunreinigungen 21 (siehe 2).
Die Erfindung bietet eine Lösung an, um die Ansammlung von Verunreinigungen 21 an der Endoskopspitze 3 besser verhindern zu können durch das Abgleiten der Verunreinigung / Verschmutzung aus dem optisch aktiven Bereich 4.
Hierzu ist zwischen der Frontfläche 5 und der Seitenfläche 6 zumindest ein Ableitpfad 7 ausgebildet. Über den Ableitpfad 7 können Flüssigkeiten und/oder Feststoffe, die sich andernfalls zu einer Verunreinigung 21 sammeln würden, direkt abgeleitet werden, um den optisch aktiven Bereich 4 umfassend den Sichtbereich 24 und/oder einen Abstrahlbereich 11 einer Beleuchtungseinrichtung 12 frei zu halten. Neben der Einschränkung des Sichtbereichs 24 durch Verunreinigungen 21 können sich diese aufgrund einer durch die Beleuchtungseinrichtung 12 verursachten Abwärme im Abstrahlbereich 11 an der Frontfläche 5 und/oder an der Seitenfläche 6 einbrennen. Dies führt schließlich zu einer schlechteren Beleuchtung einer Szene, was die Nutzung des Endoskops 1 ebenfalls negativ beeinträchtigt.
Wie in den 3-5 gezeigt ist, kann ein Ableitpfad 7 durch einen Übergangsbereich 8 ausgebildet sein. Die Geometrie des Übergangsbereichs 8 ist derart gestaltet, dass er zwischen der Frontfläche 5 und der Seitenfläche 6 vermittelt. Beispiele möglicher Ausgestaltungen des Übergangsbereichs 8 sind in 5 gezeigt. Als Gemeinsamkeit weisen sämtliche in 5 gezeigten Ausgestaltungen eine nach außen hin konvex gekrümmte Oberfläche auf. Dadurch können spitze und scharfe Kanten vermieden werden.
Die konvexe Krümmung des Übergangsbereichs 8 kann beispielsweise durch wenigstens eine Fase 15 und/oder durch wenigstens eine Abrundung 16 ausgebildet sein. Der Übergangsbereich 8 kann daher insbesondere im makroskopischen Sinne frei von geometrischen Strukturen mit spitzen und/oder rechten Winkeln sein. Die konvexe Krümmung des Übergangsbereich 8 kann ebenfalls durch kleinste Stufen mit einer vernachlässigbaren Höhe h' geformt werden.
In 5 sind einige Möglichkeiten gezeigt, wobei auch Kombinationen aus nacheinander angeordneten Fasen 15 und/oder Kombinationen aus wenigstens einer Fase 15 und einer Abrundung 16 einen geeigneten Übergangsbereich 8 ausbilden können. Ein Winkel einer Fase 15 und/oder ein Radius einer Abrundung 16 kann dabei das Abrollvermögen eines Übergangsbereichs 8 bestimmen.
Allgemein kann in Bezug auf den Übergangsbereich 8 gesagt werden, dass durch diesen eine Vermittlung zwischen der Frontfläche 5 und Seitenfläche 6 erfolgt, indem der Übergangsbereich eine über eine Mindeststrecke verlaufende Richtungsänderung ausbildet. Abrupte Richtungswechsel würden nämlich zu scharfen Kanten führen. Als Kanten im Sinne der Anmeldung können daher alle Strukturen gelten, die zwischen zwei Flächen, insbesondere mit einer Höhe h, liegen, zwischen denen ein Winkel von 90 Grad oder weniger eingeschlossen ist. Auf derartige Kanten kann durch Ausbildung des Übergangsbereichs 8 somit verzichtet werden.
Die zuvor genannte Mindeststrecke des Übergangsbereichs 8 kann dabei mindestens 1 %, insbesondere mindestens 2,5 %, insbesondere mindestens 5 %, insbesondere mindestens 7,5 %, insbesondere mindestens 10 %, der Gesamtlänge des optisch aktiven Bereichs 4 betragen. Alternativ oder ergänzend kann die Mindeststrecke mindestens 1 Millimeter, insbesondere mindestens 1,5 Millimeter, insbesondere mindestens 2 Millimeter, insbesondere mindestens 2,5 Millimeter, insbesondere mindestens 5 Millimeter, insbesondere mindestens 7,5 Millimeter, insbesondere mindestens 10 Millimeter, betragen.
In den 6-10 sind mehrere Ausführungsvarianten gezeigt, die alternativ oder ergänzend zu den zuvor beschriebenen Merkmalen eine schmutzabweisende, insbesondere wenigstens teilweise hydrophobe, Beschichtung 10 aufweisen, die zumindest Teilbereiche der jeweiligen Sichtbereiche 24, insbesondere den gesamten optisch aktiven Bereich 4, überzieht.
In den 6-8 sind Ausführungen von schmutzabweisende, insbesondere wenigstens teilweise hydrophoben Beschichtungen 10 gezeigt, deren Hydrophobizität entlang eines Durchmessers des Sichtbereichs 24, insbesondere entlang des gesamten optisch aktiven Bereichs 4, variiert. Die Hydrophobizität wird in diesem Fall durch einen Kontaktwinkel 18 definiert, der über ein auf der Oberfläche der Beschichtung 10 sitzendes Tröpfchen aus Wasser 21 ermittelt werden kann. Dem Fachmann ist dabei bekannt, wie er den Kontaktwinkel 18 zu bestimmen hat und kann entsprechend die Hydrophobizität der schmutzabweisenden Beschichtungen 10 auf einen gewünschten Wert anpassen. Beispielsweise kann die schmutzabweisende Beschichtung 10 durch eine hydrophobe Nanobeschichtung, insbesondere eine Polymerbeschichtung, ausgebildet sein. Der niedrigste Wert einer schmutzabweisenden Beschichtung 10 im Sinne der Erfindung liegt bei einem Kontaktwinkel 18 eines Wassertropfens mit einer Oberfläche von mindestens 90 Grad. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung liegt der untere Schwellenwert eines Kontaktwinkels 18 bei 90 Grad. Besonders bevorzugt liegt der obere Schwellenwert (jeweils höchster in den 6-8 gezeigter Wert) eines Kontaktwinkels 18 bei den in den 6-8 gezeigten Ausführungsformen bei 115 Grad.
Bei der in 6 gezeigten Ausführungsvariante der schmutzabweisenden Beschichtung 10 ist eine graduelle Abnahme der Hydrophobizität von einem ersten Randabschnitt (rechts) zu einem zweiten Randabschnitt (links) des Sichtbereichs 24, insbesondere des gesamten optisch aktiven Bereichs 4, gezeigt. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass Verunreinigungen, wie Tröpfchen 21 eher nach links abrollen. Diese Ausgestaltung kann insbesondere in Kombination mit einer abgeschrägten Blickrichtung des Endoskops 1, wie in 4 gezeigt, vorteilhaft sein.
Allgemein kann gesagt werden, dass bei einer solchen nichtrotationssymmetrischen Ausgestaltung einer schmutzabweisenden Beschichtung 10 eine durch die Hydrophobizität definierte Bewegungsrichtung (insbesondere von einem höheren Hydrophobizitätswert/Kontaktwinkel 18 zu einem niedrigeren Hydrophobizitätswert/Kontaktwinkel 18) so ausgelegt ist, dass die Bewegungsrichtung in Schwerkraftrichtung verläuft oder zumindest nicht entgegen der Schwerkraftrichtung verläuft.
Bei der in 7 gezeigten Ausführungsvariante der schmutzabweisenden Beschichtung 10 ist ein gradueller, kontinuierlicher und gleichmäßiger Anstieg der Hydrophobizität von einem ersten Randabschnitt (links) bis etwa zur Mitte und von dort eine erneute Abnahme der Hydrophobizität zu einem zweiten Randabschnitt (rechts) des optisch aktiven Bereichs 4 gezeigt. Die höchste Hydrophobizität bzw. der höchste Kontaktwinkel 18 liegt daher im Zentrum des optisch aktiven Bereichs 4 vor. Durch diese Ausgestaltung können Tröpfchen 21 aus der Mitte des optisch aktiven Bereichs 4 besonders gut in Richtung eines Randbereichs des optisch aktiven Bereichs 4 abperlen. Die Beschichtung 10 kann in diesem Fall rotationssymmetrisch ausgestaltet sein.
Eine ähnliche Variante ist in 8 gezeigt, wobei sich diese Ausgestaltung gegenüber der aus 7 dadurch unterscheidet, dass keine gleichmäßige Zu- und/oder Abnahme der Hydrophobizität entlang des optisch aktiven Bereichs 4, sondern eine ungleichmäßige Zu- und/oder Abnahme vorgesehen ist. Dadurch lässt sich ein ganz ähnlicher Effekt, wie bei der Ausführung aus 7 erreichen.
In den 9 und 10 ist ein zirkulares Muster einer variierenden Hydrophobizität einer schmutzabweisenden, insbesondere hydrophoben, Beschichtung, die digital gestuft, aber auch sinusoidal verlaufen kann, und aber auch nicht nur wie gezeigt, ihr Zentrum mit dem Zentrum der Frontfläche 5 übereinstimmt, gezeigt.
Die Beschichtung 10 aus 9 weist dabei im Randbereich des Sichtbereichs 24 und/oder der Frontfläche 5, insbesondere im Randbereich des optisch aktiven Bereichs 4, mehrere Ableitpfade 7 auf, über welche Verunreinigungen, wie Tröpfchen 21 aus dem Sichtbereich 24 und/oder der Frontfläche 5, insbesondere aus dem optisch aktiven Bereich 4, ableitbar sind. Zwischen den Ableitpfaden 7 sind andersartige Bereiche, beispielsweise unbeschichtete Bereiche, ausgebildet. Die durch die Beschichtung 10 ausgebildeten Ableitpfade 7 können so schmal ausgebildet werden, dass sich dadurch ein Kapillareffekt einrichten lässt, so dass die Verunreinigungen 21 aus dem optisch aktiven Bereich 4 und/oder der Frontfläche 5 durch die Ableitpfade 7 abgesaugt werden.
In 10 ist eine schmutzabweisende Beschichtung 10 gezeigt, die eine Strahlenform aufweist. Die einzelnen Strahlen können zum Beispiel aus einem Zentrum zum Rand des optisch aktiven Bereichs 4 verlaufen. Sie Strahlen bilden dabei die Ableitpfade 7 aus, so dass Verunreinigungen, wie Tröpfchen 21 darüber aus dem optisch aktiven Bereich 4 abrollen können.
In den 11-13 ist eine weitere mögliche Ausgestaltung von Ableitpfaden 7 gezeigt, die alternativ oder ergänzend zu den zuvor beschriebenen Lösungen Anwendung finden können.
Dabei sind jeweils in einem Randbereich des Sichtbereichs 24 und/oder der Frontfläche 5, insbesondere in einem Randbereich des optisch aktiven Bereichs 4, mehrere Kapillarnuten 9 ausgebildet.
Die Kapillarnuten 9 der Ausführungen aus den 11 und 12 sind unterschiedlich ausgebildet. Bei der Ausführungsvariante aus 11 sind die Kapillarnuten 9 durch eine Materialausnehmung an einem Deckelement 17, insbesondere an einem Planglas 22, ausgebildet. Die Kapillarnuten 9 ragen daher an den Randbereich des optisch aktiven Bereichs 4 und/oder der Frontfläche 5, insbesondere an den Randbereich des optisch aktiven Bereichs 4, hinein und können so Verunreinigungen, wie Tröpfchen 21 von dort absaugen, um den optisch aktiven Bereich 4, insbesondere den Sichtbereich 24 und/oder die Frontfläche 5 frei zu halten.
Bei der Ausführungsvariante aus 12 sind mehrere Paare aus je zwei Stegelementen 14 vorgesehen, wobei jedes Paar dazwischen je eine Kapillarnut 9 ausbildet. Die Stegelemente 14 können an einem Schaft 20 angeordnet oder ausgebildet sein und sich über die Seitenfläche 6 bis zur Frontfläche 5 erstrecken. Die Stegelemente 14 können dabei zusätzlich eine Haltefunktion für ein Deckelement 17 haben, das den optisch aktiven Bereich 4 ausbildet und/oder den äußeren Abschluss der Endoskopspitze bildet. Durch die Stegelemente 14 kann somit das Deckelement 17 fest mit einem Schaft 20 verbunden werden. Eine Formgebung der Stegelemente 14 kann an die Form des Übergangsbereichs 8 angelegt sein, um einen optimalen Kapillareffekt und/oder eine gute Fixierung des Deckelements 17 zu erreichen. Die Stegelemente 14 können zum Beispiel als Klammern ausgebildet sein.
Die Ausführungsvariante aus 12 weist die Besonderheit auf, dass die Seitenfläche 6 und die Frontfläche 5 durch einen transparenten, insbesondere monolithisch, ausgebildeten Grundkörper 13 ausgebildet sind. Der Grundkörper 13 kann mit dem Schaft 20 verbunden sein. Geeignete Materialien für die Ausbildung des Grundkörpers 13 können zum Beispiel Glas und/oder Kunststoff sein. Die Verwendung eines Grundkörpers 13 hat den Vorteil, dass keine Abdichtung/Kapselung zwischen der Seitenfläche 6 und der Frontfläche 5 erforderlich ist, wie dies zum Beispiel bei den in 2 gezeigter vorbekannter Ausgestaltungen der Fall ist. Zudem kann die Befestigung am Schaft 20 beispielsweise an einer Innenseite des Grundkörpers 13 erfolgen, insbesondere so dass an der Außenseite keine sichtbaren Befestigungsmittel vorliegen.
Der Grundkörper 13 kann jedoch auch durch die zuvor bereits beschriebenen Stegelemente 14 am Schaft 20 befestigt sein.
Der Grundkörper 13 kann somit das zuvor genannte Deckelement 17 ausbilden oder ersetzen. Beispielsweise kann der Grundkörper 13 als ein Planglas 22 und/oder im Längsschnitt U-förmig ausgebildet sein.
Es kann allgemein vorgesehen sein, dass sich die Kapillarnuten 9 und/oder die Stegelemente 14 außerhalb des Sichtbereichs 24, insbesondere außerhalb des optisch aktiven Bereichs 4, befinden, so dass durch diese keine Einschränkung des Sichtbereichs 24, insbesondere des optisch aktiven Bereichs 4, besteht.
Die Kapillarnuten 9 können in vorzugsweise gleichen Abständen voneinander am Rand der Frontfläche 5 ausgebildet sein.
Die in den 11 und 12 beispielhaft gezeigten Ausführungen weisen sechs Kapillarnuten 9 auf. Es können auch weniger oder mehr als sechs Kapillarnuten 9 sein.
Die Stegelemente 14 können in radialer Richtung die Frontfläche 5 überragen. Entsprechend kann es vorgesehen sein, dass der optisch aktive Bereich 4 in diesem Fall kleiner als der Frontbereich 5 ausgebildet ist.
Der Übergangsbereich 8 kann zumindest teilweise mit einer schmutzabweisenden, insbesondere wenigstens teilweise hydrophoben Beschichtung 10 versehen sein, um ein Abgleiten einer Verunreinigung 21 vom Übergangsbereich 8 zu erleichtern.
Die beiden Beleuchtungseinrichtungen 12 weisen jeweils einen Abstrahlbereich 11 auf und ergeben zusammen einen Gesamtabstrahlbereich oder Beleuchtungsbereich. Der Beleuchtungsbereich ist dabei mindestens so groß ausgebildet, um eine optimale Beleuchtung einer Szene zu gewährleisten.
Es ist denkbar, dass die zuvor beschriebenen Ausgestaltungen von Ableitpfaden 7 durch eine Endoskopschutzhülle 19 ausbildbar sind. Dadurch können vorbestehende Endoskope 1 ohne derartige Ableitpfade 7, die daher zur Ablagerung von Verunreinigungen 21 im Sichtbereich 24, insbesondere im gesamten optisch aktiven Bereich 4, neigen, mit Ableitpfaden 7 nachgerüstet werden. Die Erfindung betrifft somit außerdem eine Endoskopschutzhülle 19 mit wenigstens einem Ableitpfad 7, wie hierin beschrieben, zur Ausbildung eins Endoskops 1, wie es hierin beschrieben und beansprucht ist.
Der Schaft 20 und/oder die Stegelemente 14 des Endoskops 1 kann/können zum Beispiel aus Metall hergestellt sein.
Die Erfindung betrifft also insbesondere ein Endoskop 1 mit einer in einem distalen Ende des Endoskops 1 ausgebildeten Endoskopspitze 3, wobei die Endoskopspitze 3 eine Frontfläche 5 und eine Seitenfläche 6 aufweist, wobei die Endoskopspitze 3 einen optisch aktiven Bereich 4 aufweist, durch welchen Licht einfallen kann, und wobei zur Tröpfchenableitung zwischen der Frontfläche 5 und der Seitenfläche 6 wenigstens ein Ableitpfad 7 ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Endoskop
2: Distaler Endbereich
3: Endoskopspitze
4: Optisch aktiver Bereich
5: Frontfläche
6: Seitenfläche
7: Ableitpfad
8: Übergangsbereich
9: Kapillarnut
10: schmutzabweisende Beschichtung
11: Abstrahlbereich
12: Beleuchtungseinrichtung
13: Grundkörper
14: Stegelement
15: Fase 16 Abrundung; abgerundete Kante
17: Deckelement 18 Kontaktwinkel; Hydrophobizität; Ordinate
19: Endoskopschutzhülle
20: Schaft
21: Verschmutzung/Verunreinigung, insbesondere Tröpfchen
22: Planglas
23: Bildaufnahmevorrichtung
24: Sichtbereich

Claims

Endoskop (1) mit einer in einem distalen Endbereich (2) des Endoskops (1) ausgebildeten Endoskopspitze (3), wobei die Endoskopspitze (3) eine Frontfläche (5) und eine Seitenfläche (6) aufweist, wobei die Endoskopspitze (3) einen optisch aktiven Bereich (4) aufweist, durch welchen Licht einfallen und/oder abgestrahlt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Frontfläche (5) und der Seitenfläche (6) wenigstens ein Ableitpfad (7) für sich bildende Verunreinigungen, insbesondere Tröpfchen (21), ausgebildet ist.
Endoskop (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Frontfläche (5) und der Seitenfläche (6) ein Übergangsbereich (8) ausgebildet ist, welcher zwischen Frontfläche (5) und Seitenfläche (6) vermittelt, vorzugsweise wobei der Übergangsbereich (8) eine nach außen konvexe Form aufweist.
Endoskop (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Frontfläche (5) und der Seitenfläche (6) wenigstens eine Kapillarnut (9) ausgebildet ist.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sichtbereich (24) wenigstens über einen Teilbereich eine schmutzabweisende, insbesondere wenigstens teilweise hydrophobe, Beschichtung (10) aufweist, insbesondere wobei der Sichtbereich (24) in der Frontfläche (5) und/oder in der Seitenfläche (6) angeordnet oder ausgebildet ist, vorzugsweise wobei wenigstens der gesamte Sichtbereich (24) eine schmutzabweisende, insbesondere wenigstens teilweise hydrophobe, Beschichtung (10) aufweist.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstrahlbereich (11) zumindest einer Beleuchtungseinrichtung (12) wenigstens über einen Teilbereich eine schmutzabweisende, insbesondere wenigstens teilweise hydrophobe, Beschichtung (10) aufweist.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontfläche (5) und die Seitenfläche (6) wenigstens teilweise durch einen wenigstens teilweise transparenten Grundkörper (13) ausgebildet sind.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Ableitpfad (7), insbesondere die Kapillarnut (9), zumindest durch wenigstens ein Stegelement (14) ausgebildet ist, wobei das Stegelement (14) zusätzlich zur Befestigung eines Deckelements (17) und/oder eines Grundkörpers (13) dient.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (8) eine schmutzabweisende, insbesondere wenigstens teilweise hydrophobe, Beschichtung (10) aufweist und/oder dass der Übergangsbereich (8) an einem oder dem transparenten Grundkörper (13) ausgebildet ist.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (8) wenigstens teilweise schräg zur Frontfläche (5) und schräg zur Seitenfläche (6) ausgerichtet ist, insbesondere wobei der Übergangsbereich (8) durch eine Fase (15) ausgebildet ist und/oder dass der Übergangsbereich (8) eine Abrundung (16) aufweist, insbesondere wobei der Übergangsbereich (8) kantenfrei ist.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schmutzabweisende Beschichtung (10) eine hydrophobe Nanobeschichtung ist, insbesondere eine Polymerbeschichtung ist.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder der transparente Grundkörper (13) und/oder ein oder das Deckelement (17) aus Glas und/oder Kunststoff hergestellt ist/sind.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die schmutzabweisende Beschichtung (10) zwischen der Frontfläche (5) und der Seitenfläche (6) zumindest teilweise, insbesondere im Bereich des Ableitpfads (7), ununterbrochen ist.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydrophobizitätswert der schmutzabweisende Beschichtung zu einem Kontaktwinkel (18) zwischen einem Wassertropfen und der Oberfläche der Beschichtung (10) führt, der mindestens 90 Grad, insbesondere mindestens 95 Grad, vorzugsweise zwischen 95 Grad und 165 Grad, vorzugsweise 115 Grad beträgt.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydrophobizitätswert der schmutzabweisende Beschichtung (10) variiert, insbesondere entlang des Sichtbereichs (24) und/oder des Abstrahlbereichs (11) variiert, vorzugsweise zwischen einem Kontaktwinkel (18) von 90 Grad und 165 Grad vorzugsweise 115 Grad, variiert.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der beleuchtete Bereich größer als eine beobachtete Szene ist oder dass der beleuchtete Bereich und die beobachtete Szene gleich groß sind.
Endoskop (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Ableitpfad (7) durch eine Endoskopschutzhülle (19) ausgebildet und/oder daran angebracht ist.
Endoskopschutzhülle (19) zur Ausbildung eines Endoskops (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Frontfläche (5) und einer Seitenfläche (6) eines die Endoskopspitze (3) abdeckenden Abschnitts der Endoskopschutzhülle (19) wenigstens ein Ableitpfad (7) für sich bildende Verunreinigungen (21) ausgebildet ist.