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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Spitze oder eine Endoskopspitze/ Duodenoskopspitze für ein Einwegendoskop, insbesondere für ein Einwegduodenoskop, wobei die Spitze mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung, eine Bildaufnahmevorrichtung und ein Gehäuse aufweist, das die mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung und die Bildaufnahmevorrichtung fluiddicht umschließt.
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Allgemeiner technischer Hintergrund der Erfindung
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Endoskope und ähnliche Spezialinstrumente wie Bronchoskope, Arthroskope, Kolonoskope, Laparoskope und insbesondere Duodenoskope sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden zur visuellen Untersuchung und Diagnose sowie zur Unterstützung bei Operationen eingesetzt. Ein herkömmliches Endoskop besteht in der Regel aus einer Anschlusseinheit zur Verbindung des Endoskops mit einer Versorgungseinheit für Flüssigkeiten, Gase, Licht und Energie, einem mit der Anschlusseinheit durch einen Verbindungsschlauch/ -rohr verbundenen Steuergriff, und einem länglichen Einführrohr/ Einführschlauch, der an seinem proximalen Endabschnitt mit dem Steuergriff verbunden ist und an seinem distalen Endabschnitt eine Spitze (Endoskopspitze, Duodenoskopspitze) trägt. Insbesondere bei Duodenoskopen ist die Spitze eine gelenkige Spitze, d. h. eine Spitze, die in verschiedene Richtungen bewegt und gebogen werden kann, und enthält mehrere Komponenten, darunter Beleuchtungsmittel wie Leuchtdioden oder faseroptische Lichtleiter, die mit einer proximalen Lichtquelle verbunden sind, Bildaufnahmemittel wie eine Miniatur-Videokamera und einen Drehmeißel für ein Arbeitsinstrument wie z. B. einen Zangendrehmeißel.
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An dieser Stelle werden die Ausdrücke „distal“ und „proximal“ für die gesamte Anmeldung (einschließlich der Beschreibung der Erfindung) wie folgt definiert:
- Distal: In Richtung weg von einem Benutzer (zum Patienten hin)
- Proximal: In Richtung hin zum Benutzer (vom Patienten weg)
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Die Sterilisation des Einführschlauches sowie der Spitze ist ein sehr kritischer Aspekt und birgt eine Reihe von Problemen/Nachteilen. So gibt es z.B. aufgrund der in der Spitze enthaltenen, empfindlichen, elektrischen und optischen Elemente sowie aufgrund der für die Spitze und das Einführrohr verwendeten Materialien eine Einschränkung hinsichtlich der Sterilisationsparameter und Desinfektionsmittel. Insbesondere können solche Komponenten möglicherweise nicht bei hoher Temperatur und hohem Druck und dergleichen realisiert werden. Daraus resultiert, dass nur wenige Sterilisationsmittel zur Verfügung stehen und allgemein das Problem der unvollständigen Sterilisation besteht. Außerdem hat ein Duodenoskop kompliziertere Funktionsstrukturen als andere Endoskopstrukturen, so dass ein höheres Sterilisationsrisiko besteht.
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Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit den üblichen Mehrwegendoskopspitzen ist, dass sie sehr teuer, schwer und wartungsintensiv sind. Bekannte Spitzen sind in der Regel recht komplex aufgebaut, da sie aus einem lichtundurchlässigen Gehäuse mit Öffnungen für das von einer Lichtquelle im Inneren der Spitze abgestrahlte Licht und mit einer Öffnung für das einfallende Licht bestehen, das von der Lichtsensoreinrichtung oder Bildaufnahmevorrichtung empfangen wird. Jede Öffnung im Gehäuse muss abgedichtet werden, um innere Teile/Funktionselemente der Spitze wie die lichtemittierende Vorrichtung und die Bildaufnahmevorrichtung vor Körperflüssigkeiten und Flüssigkeiten bei der Sterilisation und Wartung zu schützen. Ein weiterer Nachteil ist, dass bekannte Endoskopspitzen in der Regel aus Metall gefertigt sind und ein recht hohes Gewicht haben.
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Aufgrund der oben genannten Probleme sind herkömmliche Endoskopspitzen für den Einsatz in der Notfallmedizin und in mobilen Einheiten wie Krankenwagen, Rettungshubschraubern und Rettungsbooten weniger geeignet.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel der vorliegenden Offenbarung, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu reduzieren, insbesondere eine für den Einmalgebrauch gut geeignete Endoskopspitze/Duodenoskopspitze bereitzustellen und dabei Öffnungen im Gehäuse möglichst zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erreicht durch eine Spitze nach Anspruch 1, d.h. eine Spitze für/von einem Einwegendoskop, insbesondere für ein Einwegduodenoskop, wobei die Spitze mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung, eine Bildaufnahmevorrichtung und ein die mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung und die Bildaufnahmevorrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise flüssigkeitsdicht, umschließendes Gehäuse (Gehäusehülle) aufweist, wobei das Gehäuse zumindest teilweise aus einem lichttransparenten Material, insbesondere einem transparenten Kunststoffmaterial, hergestellt ist. Vorzugsweise ist die gesamte Spitze vollständig aus dem transparenten Material hergestellt. Eine Spitze im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere eine Endoskopspitze sowie eine Duodenoskopspitze.
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Ein wesentlicher Punkt der vorliegenden Offenbarung ist, dass es sich bei der Spitze um eine Einwegspitze für/von einem Einwegendoskop bzw. einem Einwegduodenoskop handelt. Sie eignet sich daher sehr gut für den Einsatz in der Notfallmedizin, insbesondere für den Einsatz in mobilen Einheiten wie Krankenwagen, Rettungshubschraubern und Rettungsbooten, zur Erstuntersuchung eines Patienten. Insbesondere kann die Spitze einen kostengünstigen Einwegartikel darstellen, der leicht ist und nach Gebrauch entsorgt werden kann.
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Die Spitze gemäß der Offenbarung stellt eine Art Kameraspitze für ein Endoskop sowie für ein Duodenoskop dar. Die Bildaufnahmevorrichtung und die mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung sind jeweils in einem Gehäuse (Gehäusehülle) aus einem transparenten Material eingebaut. Ein solches Material kann ein beliebiges transparentes Material sein, bevorzugt wird jedoch ein transparentes Kunststoff-/Harzmaterial verwendet. Kunststoff-/Harzmaterial hat eine Reihe von Vorteilen für eine Einwegspitze, wie z.B. niedrige Kosten, adäquate mechanische Eigenschaften wie Elastizität, geringe Sprödigkeit, eine hohe Eignung für Herstellungsverfahren wie Spritzguss und geringes Gewicht. Das von der mindestens einen lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht durchdringt das transparente Material des Gehäuses und wird von mindestens einem Teil der Außenoberfläche des Gehäuses nach außen, z.B. in einen Körperhohlraum, geleitet.
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Das Gehäuse der Spitze wird vorzugsweise im Spritzgussverfahren aus einem transparenten, für den medizinischen Einsatz geeigneten Kunststoff wie PE, Silikon, PVC, etc. hergestellt. Es kann daher mit einer nahezu unbegrenzten Geometrie und gewünschten Abmessungen hergestellt werden. Außerdem ist das Spritzgießen gut geeignet, um eine hohe Stückzahl mit geringen Kosten herzustellen. Erfindungsgemäß kann das Gehäuse monolithisch aus dem transparenten Material hergestellt werden und eine einteilige Spitze aufweisen. Dies ist vorteilhaft, da keine Abdichtung zwischen den einzelnen Teilen erforderlich ist. Das Gehäuse kann aber auch als mehrteiliges Gehäuse ausgebildet sein.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Offenbarung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht und werden im Folgenden näher erläutert.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung eine LED umfassen. Solche lichtemittierenden Vorrichtungen benötigen keine großen Energiemengen und liefern Licht von hoher Qualität, das sich gut für medizinische Untersuchungen und Operationen eignet. Zudem benötigen LEDs nur wenig Platz und sind sehr robust.
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Eine weitere Ausführungsform, die möglicherweise gesondert und unabhängig beansprucht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung und/oder die Bildaufnahmevorrichtung auf einer Leiterplatte (LP) angeordnet und/oder mit dieser verbunden, insbesondere elektrisch verbunden, sind. Vorteilhafterweise ist die Leiterplatte/LP/PCB im Wesentlichen parallel (leichte Neigung ist zulässig) zu einer Längsachse der Spitze/ Endoskopspitze/ Duodenoskopspitze ausgerichtet, die sich von einem distalen Spitzenende zu einem proximalen Spitzenende erstreckt. Insbesondere kann die LP in einem Winkel von 4° bis 10° zur Längsachse, am meisten bevorzugt von 6° zur Längsachse ausgerichtet sein, wobei die lichtemittierende Richtung im Wesentlichen in radialer Richtung in Bezug auf das Endoskop liegt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die möglicherweise gesondert und unabhängig beansprucht wird, sind die mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung und die Bildaufnahmevorrichtung auf einer gemeinsamen (einzigen) Leiterplatte (LP) angeordnet und/oder mit dieser verbunden, insbesondere elektrisch verbunden. Dies ermöglicht eine einfache und exakte Montage der LP im Gehäuse bei der Herstellung der Spitze. Die Ausrichtung der LP gegenüber dem Gehäuse kann durch einen direkten Kontakt zwischen LP und den vom Gehäuse vorgesehenen Lagerstrukturen erfolgen. Alternativ kann die LP relativ zum Gehäuse durch Kontakt der mindestens einen lichtemittierenden Vorrichtung mit dem Gehäuse und/oder der Bildaufnahmevorrichtung mit dem Gehäuse ausgerichtet werden. Dies ermöglicht eine sehr genaue und einfache Positionierung der lichtemittierenden Vorrichtung und der Bildaufnahmevorrichtung und damit eine sehr hohe optische Genauigkeit der Spitze. Weiterhin können die lichtemittierende Vorrichtung und die Bildaufnahmevorrichtung auf einer gemeinsamen LP angeordnet werden, die nahezu parallel zur Längsachse der Spitze angeordnet ist, wodurch eine kostengünstige Anordnung entsteht, die weniger fehleranfällig ist und weniger Ausfälle aufgrund von Lötstellen aufweist.
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Eine weitere Ausführungsform, die möglicherweise separat und unabhängig beansprucht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung mit dem Gehäuse durch/über einen transparenten Klebstoff oder einen transparenten Kleber verbunden ist, der eine Schicht zwischen der lichtemittierenden Vorrichtung und dem Gehäuse/Gehäusehülle/Gehäusekörper bildet. Diese Verbindung ist vorzugsweise so beschaffen, dass es keinen direkten Kontakt zwischen der mindestens einen lichtemittierenden Vorrichtung und dem Gehäuse gibt. Der transparente Klebstoff ermöglicht es, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht ohne Zwischenräume/Luft in das transparente Material des Gehäuses einzuleiten und gleichzeitig eine genaue Positionierung der LP und/oder der lichtemittierenden Vorrichtung und/oder der Bildaufnahmevorrichtung zu gewährleisten. Daher stellt der transparente Klebstoff im Rahmen der Erfindung eine Art optischen Füllstoff/ optisches Leitmaterial dar, um Licht zwischen der lichtemittierenden Vorrichtung und dem transparenten Material des Gehäuses zu leiten.
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Das Gehäuse kann insbesondere Lichtführungsteile bzw. Lichtführungsabschnitte zur Führung des von der mindestens einen lichtemittierenden Vorrichtung emittierten Lichts zur Außenseite der Spitze aufweisen. Solche Lichtführungsteile/-abschnitte sind vorzugsweise monolithisch aus dem transparenten Material des Gehäuses der Spitze gebildet. Sie umfassen eine zur Innenseite des Gehäuses und insbesondere zur zumindest lichtemittierenden Vorrichtung weisende Innenoberfläche. Sie umfassen ferner eine Außenoberfläche, die zur Außenseite der Spitze zeigt, d.h. in einen mit der Spitze zu untersuchenden Gehäusehohlraum. Der Raum zwischen der Innenoberfläche und der Außenoberfläche ist vorzugsweise monolithisch mit dem transparenten Material des Gehäuses ausgefüllt. Durch eine Ausrichtung der Innenoberfläche und der Außenoberfläche relativ zur Spitze, insbesondere zur Längsachse der Spitze, kann der Bereich, der durch das von der Spitze abgestrahlte Licht beleuchtet wird, genau definiert und auf die optische Achse der Bildaufnahmevorrichtung ausgerichtet werden. Vorteilhafterweise ist eine Innenoberfläche des Lichtführungsteils/-abschnitts des Gehäuses hochglänzend, um Transmissionsverluste des von der mindestens einen lichtemittierenden Vorrichtung emittierten Lichts zu verhindern oder zu vermeiden. Da zwischen der Innenoberfläche des Lichtführungsteils/-abschnitts und der lichtemittierenden Vorrichtung vorzugsweise eine Klebeschicht vorgesehen ist, wird zusätzlich eine gute Lichtdurchlässigkeit in das Gehäusematerial erreicht.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Außenoberfläche des Lichtführungsteils/- abschnitts des Gehäuses eine raue Oberfläche (abweichend von der Oberflächenrauigkeit des übrigen Gehäuseteils) aufweisen, insbesondere um das aus der Spitze austretende Licht von innen nach außen, d. h. in den Körperhohlraum eines Patienten, zu verteilen. Die Rauigkeit RA der Außenoberfläche des Lichtführungsteils/- abschnitts/ kann außerhalb der Rauigkeit liegen, die üblicherweise durch einen Spritzgießprozess erreicht wird. Insbesondere kann es sich um eine Rauigkeit RA von mehr als 1 µm handeln, bevorzugt mit einer Rauigkeit RA zwischen 1 µm und 10 µm, besonders bevorzugt mit einer Rauigkeit RA von etwa 2,5 µm. Ein RA von 2,5 µm entspricht einer Oberflächenrauigkeit von CH28 in der Norm VDI 3400 (VDI ist der Verein Deutscher Ingenieure). Ein RA von 1 µm entspricht CH20 in der VDI 3400 und ein RA von 10 µm entspricht CH40. Die Bereitstellung der gewünschten Rauigkeit kann z. B. durch ein Strahlverfahren, z. B. Sandstrahlen o. ä., erreicht werden, das auf die betreffenden Teile/Außenoberflächen des Spitzengehäuses angewendet wird. Die Rauigkeit der Außenoberfläche des Lichtführungsteils/-abschnitts ist vorzugsweise so beschaffen, dass ein Bereich, innerhalb dessen sich die Position des Brennpunkts der Bildaufnahmevorrichtung befinden kann/ variieren lässt, gleichmäßig ausgeleuchtet wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Bildaufnahmevorrichtung einen Bildgebungschip umfassen, der von der Leiterplatte oder an der LP und einem Fokussierungssystem bereitstellt wird, Fokussierungssysteminsbesondere ein Linsensystem zur Bereitstellung eines Bildes auf dem Bildgebungschip. Das Linsensystem kann in Form eines Objektivtubus ausgebildet sein, der vorzugsweise als Objektivtubusträger auf dem Bildgebungschip montiert ist. Es kann sich insbesondere um ein verstellbares Linsensystem zur Variation der Position des Brennpunktes handeln. Die optische Achse des Linsensystems ist vorzugsweise orthogonal zur Ebene des LP und damit orthogonal zur Längsachse der Spitze. Insbesondere kann die optische Achse des Linsensystems in einem Winkel von 4° bis 10° zur Vertikalen der Längsachse, am meisten bevorzugt von 6° zur Vertikalen der Längsachse, ausgerichtet sein, so dass die Blickrichtung der Spitze ein wenig nach hinten/in die proximale Richtung gerichtet ist.
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Eine weitere Ausführungsform, die möglicherweise gesondert und unabhängig beansprucht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze eine lichtundurchlässige Schicht bzw. einen lichtundurchlässigen Isolierverguss (vorzugsweise das Ausfüllen von Hohlräumen im Inneren des Gehäuses) aufweist. Eine solche Schicht/ein solcher Isolierverguss kann insbesondere dazu vorgesehen sein, den Kamerachip und das Linsensystem gegen störendes Licht abzuschirmen, das von den LED's und/oder von außen in das transparente Gehäuse eintritt. Die lichtundurchlässige Schicht/Isolierverguss kann auf dem Gehäuse, insbesondere auf mindestens einem Teil seiner Innenoberfläche, vorgesehen sein. Alternativ kann der Isolierverguss/ die Schicht auch auf den abzuschirmenden Funktionselementen vorgesehen werden. Es muss nicht im/am gesamten Gehäuse vorgesehen sein, es genügt, wenn es den Bildgebungschip und das Fokussierungssystem abschirmt, so dass diese Teile der Spitze gegen störendes Licht, das von außen durch das transparente Gehäuse in dessen Inneres gelangt, abgeschirmt und nicht beeinflusst werden. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, dass die komplette Bildwandlerplatte/ die gesamte LP mit allen darauf befindlichen Funktionsteilen gegen störendes Licht geschützt/ abgeschirmt ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn gemäß einer ggf. gesondert und unabhängig beanspruchten Ausführungsform das Fokussierungssystem/ Linsensystem von einer lichtundurchlässigen Schutzstruktur z.B. in Form eines Rings, einer Folie, einer Abdeckung, etc. umgeben ist. Eine solche Schutzstruktur kann auch aus Kunststoff gefertigt sein, vorzugsweise durch 2K-Spritzguss mit dem transparenten Gehäuse. Weiter kann ein Zwischenraum/Hohlraum zwischen der Bildaufnahmevorrichtung und der Schutzstruktur mit zusätzlichem lichtundurchlässigem Isolierverguss gefüllt/vergossen werden. Dementsprechend wird ein vollständiger Lichtschutz des Kamerachips und des Linsensystems erreicht, indem einerseits die Lichteinstrahlung durch Hohlräume im Inneren des Gehäuses blockiert wird, andererseits aber auch verhindert wird, dass Licht, das sich durch das Gehäusematerial ausbreitet, in das Linsensystem eindringt, insbesondere an der Kontaktfläche zwischen Linsensystem und Gehäuse.
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Vorzugsweise ist die Achse des von der Endoskopspitze abgestrahlten Lichts im Wesentlichen parallel zur optischen Achse der Bildaufnahmevorrichtung. Dies führt zu einer besseren Ausnutzung des verfügbaren Lichts für die Bildaufnahme und Bildverarbeitung und zu weniger störenden Reflexionen durch fehlgeleitetes Licht.
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Eine weitere Ausführungsform, die möglicherweise gesondert und unabhängig beansprucht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Endoskopspitze ferner eine transparente Düsenvorrichtung zum Spülen der Spitze, insbesondere zum Spülen einer Außenoberfläche der Bildaufnahmevorrichtung, aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann die Spitze eine transparente Düse zum Einblasen eines Gases und/oder von Luft aufweisen. Diese Funktionen können auch durch eine einzige Düse erreicht werden, die beide Funktionalitäten aufweist. Die transparente Düsenvorrichtung kann mittels eines transparenten Vergussmaterials an der Spitze befestigt werden oder einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein. Durch die Verwendung eines transparenten Düsenmaterials (und ggf. eines transparenten Vergussmaterials) kann die Bildung von Schatten und Schlagschatten einfach und effektiv vermieden werden, was zu einer hohen Bildqualität führt. Dies erlaubt es, die Düse am/im Spitzengehäuse unabhängig vom/ ungeachtet des Lichttransmissionsweges im Gehäusematerial ausschließlich zu dem Zweck anzuordnen, das Reinigungsergebnis am Linsensystem zu optimieren. Konkreter gesagt, kann die Düse zwischen einer LED und dem jeweiligen äußeren, lichtemittierenden Oberflächenteil des Gehäuses angeordnet sein, so dass die Düse im Wesentlichen einen Teil des Lichttransmissionsweges darstellt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die möglicherweise separat und unabhängig beansprucht wird, ist die Spitze eine monolithische Spitze. Die Spitze kann insbesondere in einem einzigen Spritzgussverfahren monolithisch aus dem transparenten Material gebildet sein. Alternativ kann die Spitze eine mehrteilige Spitze sein, insbesondere bestehend aus einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, die miteinander versiegelt sind. Vorzugsweise ist die Spitze vollständig geschlossen und weist mit Ausnahme einer Öffnung an ihrer proximalen Seite, an der die Spitze mit einem Einführrohr oder Einführschlauch verbunden ist, keine weiteren Öffnungen oder Kontaktflächen auf, die abgedichtet werden müssen.
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Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Erfindung die Verwendung einer einzelnen, planaren Leiterplatte / PCB aus Montagegründen sowie die Verwendung eines transparenten Gehäuses umfasst. Das Gehäuse kann mit einem lichtundurchlässigen Isolierverguss, z. B. mit schwarzem Kleber, gefüllt sein, so dass ein Lichteinfall in den Sensor/Kamerachip von der Rückseite der LP oder sogar innerhalb der Längsrichtung der LP vermieden oder zumindest reduziert werden kann. Um die Fokussiereinheit/ den Objektivtubus kann eine Abschirmeinheit z. B. in Form eines schwarzen Zylinders, einer Abdeckung, einer Folie usw. vorgesehen sein, die drei Zwecke erfüllen kann:
- - Erstens sorgt sie für eine korrekte Montage/Position des Objektivtubus,
- - zweitens kann sie den Eintritt von (störendem) Licht in den Objektivtubus verhindern, insbesondere an einer Kontaktfläche zwischen Objektivtubus und Gehäuse und
- - drittens kann sie verhindern, dass undurchsichtiger Isolierverguss/ schwarzer Kleber in der Nähe oder am Fokussiergerät/ Objektivtubus aus dem Gehäuse austritt.
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Die mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung/ LED kann an im Gehäuse vorgesehenen Lichtleitern/ Lichtleitpfaden mit einem transparenten Kleber befestigt werden, der auch als Toleranzpuffer dienen kann. Dies ist vorteilhaft, da die Höhe des Objektivtubus stark variieren kann, um das Linsensystem zu fokussieren. Vorzugsweise ist die mindestens eine Lichtquelle nicht in einem einzigen monolithischen Teil des Gehäuses untergebracht.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erfindung insbesondere die folgenden Vorteile bieten kann:
- - der recht teure und schwere Metallkörper bekannter Spitzen wird durch ein preiswertes Kunststoffteil ersetzt
- - die Spitze ist sehr gut für den Einweggebrauch geeignet und soll nach Gebrauch entsorgt werden
- - da im Gehäuse weniger Öffnungen sowohl für austretendes als auch für eintretendes Licht vorgesehen werden müssen, gibt es weniger Probleme hinsichtlich der Abdichtung des Gehäuses/der Spitze im Vergleich zu bekannten Spitzen
- - die Montage und die Herstellung der Spitze ist weniger kostenintensiv, z. B. durch weniger zu montierende Teile
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften und nicht einschränkenden Beschreibung der Figuren. Diese sind lediglich schematischer Natur und dienen lediglich dem Verständnis der vorliegenden Offenbarung. Andererseits sind die Formulierungen der Ansprüche nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt.
- 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Duodenoskopspitze in Richtung ihrer Längsachse, d.h. von ihrem proximalen Ende zu ihrem distalen Ende,
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Duodenoskopspitze aus einer ersten Blickrichtung,
- 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Beispiels einer Duodenoskopspitze aus 2 aus einer zweiten Blickrichtung,
- zeigt eine perspektivische Ansicht des Beispiels einer Duodenoskopspitze der 2 und 3 aus einer dritten Blickrichtung,
- 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Beispiels einer Duodenoskopspitze der 2 bis 4 aus einer vierten Blickrichtung,
- 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Beispiels einer Duodenoskopspitze der 2 bis 5 aus einer fünften Blickrichtung,
- 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des Beispiels einer Duodenoskopspitze der 2 bis 6 aus einer sechsten Blickrichtung und
- zeigt ein Endoskop/Duodenoskop gemäß der vorliegenden Offenbarung, das an eine Versorgungseinheit angeschlossen werden kann, die nicht zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gehört.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Die 8 zeigt zunächst das Endoskop 1 der vorliegenden Offenbarung in seinem im wesentlichen vollständigen Aufbau.
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Dementsprechend ist das Endoskop 100 vorzugsweise ein Einwegendoskop (Duodenoskop) und umfasst eine Anschlusseinheit 120 zum Verbinden des Endoskops 100 mit einer (separaten) Versorgungseinheit, die auch als Basiseinheit bezeichnet werden kann, für mindestens eine Betriebsressource (z. B. Strom, Wasser, etc.). Das Endoskop 100 umfasst ferner eine Versorgungsleitung, die proximal (in Richtung zum Benutzer hin) zur/an der Anschlusseinheit angeordnet ist. Die Versorgungsleitung dient dazu, die mindestens eine Betriebsressource von der Anschlusseinheit zu einem Endoskopgriff 130 zu führen, der dazu vorgesehen ist, von einem Benutzer gehalten zu werden, und - entsprechend den manuellen Betätigungen mehrerer Manipulatoren 131 am Griff 130 durch den Benutzer - vom Griff 130 zu einer distalen (in Richtung weg vom Benutzer/Richtung zum Patienten) Endoskopspitze/-kopf 1 (dargestellt in 1), die dazu bestimmt ist, in einen Körperhohlraum eines Patienten eingeführt zu werden, und die sich am distalen Ende eines Endoskopschafts 133 befindet, wobei der Schaft 133 an seinem proximalen Ende am Griff 130 befestigt ist und in den die Versorgungsleitung hineinragt. Weiter umfasst der Endoskopschaft 133 mindestens einen sogenannten Arbeitskanal 134, der sich entlang des Endoskopschafts 133 erstreckt und eine Öffnung in der Spitze 1 aufweist, so dass ein chirurgisches Instrument durch den Arbeitskanal 134 über die Spitze 1 hinaus in eine distale und/oder radiale Richtung verschoben werden kann.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung der Einwegspitze 1 für ein Einwegduodenoskop nach 8. Der Schnitt ist entlang der Richtung der Längsachse 2 der Spitze 1, d.h. von ihrem proximalen Ende 3 zu ihrem distalen Ende 4, aufgenommen.
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Die Spitze 1 umfasst mindestens eine erste lichtemittierende Vorrichtung 5, eine zweite lichtemittierende Vorrichtung 6, eine Bildaufnahmevorrichtung 7 und ein Gehäuse 8, das die lichtemittierenden Vorrichtungen 5, 6 und die Bildaufnahmevorrichtung 7 fluiddicht ummantelt. Das Gehäuse 8 besteht aus einem ersten Gehäuseteil/ Hülle 9 mit einer ersten Gehäuseaufnahme 10 und einem zweiten Gehäuseteil/ Hülle 11 mit einer zweiten Gehäuseaufnahme 12. Das erste Gehäuseteil 9 und das zweite Gehäuseteil 11 passen an ihren jeweiligen Gehäuseaufnahmen 10, 12 ineinander und sind entlang ihrer gemeinsamen Berührungslinie an den Gehäuseaufnahmen 10, 12 abgedichtet (Dichtung ist in 1 nicht dargestellt). Das erste Gehäuseteil 9 hat an seinem distalen Ende 3 einen ringförmigen Verbindungsteil 13/ Verbindungsabschnitt 13 zur (abgedichteten) mechanischen, elektrischen und/oder hydraulischen/pneumatischen Verbindung mit/zu dem Endoskopschaft/dem endoskopischen Einführrohr bzw. Einführschlauch 133, wie in 8 dargestellt.
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Das gesamte erste Gehäuseteil 9 sowie das gesamte zweite Gehäuseteil 11 bestehen aus einem lichttransparenten Kunststoff/Harzmaterial und werden vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt.
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Das erste Gehäuseteil 9 umfasst auch einen buchsenähnlichen, ersten Lichtführungsabschnitt 14 und einen buchsenähnlichen, zweiten Lichtführungsabschnitt 15, die jeweils dazu dienen, das von den lichtemittierenden Vorrichtungen 5, 6 emittierte Licht zur Außenseite der Spitze 1 zu leiten. Der erste Lichtführungsabschnitt 14 umfasst eine (erste) Innenoberfläche 16, während der zweite Lichtführungsabschnitt 15 eine (zweite) Innenoberfläche 17 umfasst. Beide Innenoberflächen 16, 17 sind vorzugsweise hochglänzend, um Transmissionsverluste des von den lichtemittierenden Vorrichtungen 5, 6 emittierten Lichts zu vermeiden. Zusätzlich umfasst der erste Lichtführungsabschnitt 14 eine (erste) Außenoberfläche 18, während der zweite Lichtführungsabschnitt 15 eine (zweite) Außenoberfläche 19 umfasst. Beide Außenoberflächen 18, 19 sind im Vergleich zu anderen Außenoberflächenbereichen des Gehäuses 8 relativ rau, um das aus der Spitze 1 austretende Licht von innen nach außen zu verteilen. Die Rauigkeit RA wird durch ein Sandstrahlverfahren erzeugt und kann mehr als 1 µm, vorzugsweise zwischen 1 µm und 10 µm, besonders bevorzugt etwa 2,5 µm betragen. Der Raum/das Volumen zwischen den Innenoberflächen 16, 17 und den Außenoberflächen 18, 19 ist mit dem transparenten Material des Gehäuses 8 gefüllt.
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Die Innenoberflächen 16, 17 dienen auch zur Befestigung/Kontaktierung einer ersten LED 5 als erste lichtemittierende Vorrichtung 5 und einer zweiten LED 6 als zweite lichtemittierende Vorrichtung 6. Die erste LED 5 und die zweite LED 6 sind jeweils an der betreffenden Innenoberfläche 16, 17 vorzugsweise durch transparenten Kleber 20 befestigt. Auf der dem transparenten Kleber 20 gegenüberliegenden Seite sind die LEDs 5, 6 mit einer Leiterplatte (LP) 21 verbunden, die in einem im Gehäuse 8 vorgesehenen Hohlraum 22 angeordnet ist. Dementsprechend wird die LP von den buchsenähnlichen Lichtführungsabschnitten 14, 15 über die LED's 5, 6 gehalten. Wie in 1 dargestellt ist, ist die LP 21 im Wesentlichen parallel zur Längsachse 2 der Spitze ausgerichtet, so dass die lichtemittierenden Richtungen der LED's im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse 2 verlaufen. Insbesondere ist die Ebene des LP 21 in einem Winkel α von 4° bis 10° zur Längsachse 2 angeordnet, bevorzugt von 6° zur Längsachse 2.
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Ebenfalls auf der LP 21 angeordnet ist die Bildaufnahmevorrichtung 7. Die Bildaufnahmevorrichtung 7 umfasst einen auf dem LP 21 angeordneten und mit diesem elektrisch verbundenen Bildgebungs-/Kamerachip 23 sowie ein Fokussierungssystem 24, insbesondere ein Linsensystem 24 zur Bereitstellung eines Bildes auf dem Bildgebungschip 23. Eine optische Achse 26 des Linsensystems 24 ist im Wesentlichen parallel zu den optischen Achsen 25 des von den LEDs 5, 6 emittierten Lichts. Daher sind auch die Bildaufnahmevorrichtung 7 und das Linsensystem 24 sowie dessen optische Achse 26 orthogonal zur Ebene der LP 21 wie die LEDs 5, 6 angeordnet.
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Das Linsensystem 24 besteht aus einem Linsenstapel 27, der in Richtung der optischen Achse 26 gestapelt ist und so einen sogenannten Objektivtubus bildet, der von dem Bildgebungs-/Kamerachip 23 getragen wird. Eine solche Objektivtubus-Bildgebungschip-Einheit ist im Stand der Technik gut bekannt, so dass eine detaillierte Beschreibung hier nicht erforderlich ist. Der Linsenstapel/ Objektivtubus 27 ist innerhalb eines lichtundurchlässigen Schutzrings/ Abdeckung/ Folie 28 angeordnet und von diesem umgeben, der in diesem Beispiel durch 2K-Spritzguss mit dem transparenten ersten Gehäuseteil 9 hergestellt ist. Außerhalb des Schutzrings 28 ist das erste Gehäuseteil 9 mit einer kreisförmigen Öffnung 35 versehen, die zur Aufnahme des Schutzrings 28 und des Linsenstapels 27 dient. Der Schutzring 28 kann auch zur Zentrierung und Justierung des Linsensystems 24 dienen. Dazu umfasst der Ring 28 eine Schulter 29, die einen axialen Anschlag bildet, und eine ringförmige Fläche 30 zur Zentrierung des distalen Endes des Linsenstapels 27. Das Linsensystem 24 ist zentriert oberhalb (bezogen auf das einfallende Licht) des Bildgebungschips 23 angeordnet, so dass das vom Linsensystem 24 gelieferte Bild auf den Bildgebungschip 24 projiziert und dort in Bilddaten umgesetzt wird, die von der LP in bekannter Weise berechnet und/oder gespeichert werden.
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Zum Schutz und zur Abschirmung lichtempfindlicher Funktionseinheiten der Spitze 1, wie insbesondere der Bildaufnahmevorrichtung 7 mit dem Bildgebungschip 23 und dem Linsensystem 24, vor störendem Licht, das z. B. von außen und/oder durch die LED's 5, 6 in das transparente Material des Gehäuses 8 einfällt, sind zumindest Teile der dem Hohlraum 22 zugewandten Innenflächen des Gehäuses 8 mit einer lichtundurchlässigen Beschichtung 31 versehen. Zusätzlich oder alternativ ist auch der Bildgebungschip 23 durch einen in den Hohlraum 22 eingefüllten lichtundurchlässigen Isolierverguss 31 abgeschirmt. Weiter kann ein Zwischenraum zwischen dem Linsenstapel 27 und dem Schutzring 28 mit zusätzlichem lichtundurchlässigem Isolierverguss 31 gefüllt/vergossen werden.
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Die Spitze 1 umfasst ferner eine (Reinigungs-)Düse 32. Da sich die Düse 32 unterhalb (radial außerhalb) der ersten lichtemittierenden Vorrichtung 5 - also innerhalb des zu beleuchtenden Bereichs - befindet, ist sie ebenfalls aus einem transparenten Kunststoffmaterial gefertigt. Ferner ist die Düse 32 vorzugsweise durch ein transparentes Vergussmaterial 34 an dem ersten Gehäuseteil 9 der Spitze 1 befestigt, so dass auch das Vergussmaterial 34 die Ausleuchtung durch die erste lichtemittierende Vorrichtung 5 nicht negativ beeinflusst. Alternativ können die Düse 32 und das Gehäuse auch einstückig vorgesehen sein. Die transparente Düse 32 ist zur Spülung der Spitze 1, insbesondere einer Außenoberfläche 33 der Bildaufnahmevorrichtung 7, vorgesehen. Ferner kann die transparente Düse 32 zum Einblasen eines Gases und/oder von Luft in einen zu untersuchenden Körperhohlraum ausgebildet sein. Schließlich muss bei der oben beschriebenen Anordnung einer vom Gehäuse getrennten Düse die (erste) Außenoberfläche 18 von der Düse 32 selbst bereitgestellt werden.
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Wie in den 2 bis 7 weiter dargestellt ist, ist im ersten Gehäuseteil 9 ein Betätigungshebel (sog. Albarranhebel) 36 schwenkbar gelagert, wie er bei Duodenalendoskopspitzen nach dem Stand der Technik bekannt ist. Der Albarranhebel 36 ist neben der Öffnung 35 in Längsrichtung auf der gleichen Seite des ersten Gehäuseteils 9 und ebenfalls koaxial zum Arbeitskanal 143 angeordnet, so dass in einer voll verschwenkten Orientierung des Albarranhebels 36, wie in 5 gezeigt, ein durch den Arbeitskanal 143 geschobenes chirurgisches Instrument durch den Albarranhebel in die gleiche radiale Richtung wie das Linsensystem 24 und im Wesentlichen parallel zu den optischen Achsen 25 des Linsensystems 24 ausgelenkt wird. Weiter ist zu beachten, dass in den 2 bis 7 die Spitze 1 ohne den LP 21, die LEDs 5, 6 und die Bildaufnahmevorrichtung 7 dargestellt ist. Schließlich ist zu beachten, dass der Albarranhebel 36 aus einem lichtundurchlässigen (Harz-)Material besteht, wodurch Lichtreflexionen vermieden werden, insbesondere, wenn der Albarranhebel in vollständig geschwenkter Orientierung ist.
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Die Montage der Endoskopspitze 1 für ein Einweg-Duodenum-Endoskop wird wie folgt beschrieben:
- Zunächst wird die LP 21, die bereits die LEDs 5, 6 und die Bildaufnahmevorrichtung 7 einschließlich des Bildaufnahme-/Kamerachips 23 und des Objektivtubus 24 trägt, an buchsenähnlichen Verbindungsabschnitten, die den ersten und zweiten Lichtführungsabschnitt 14, 15 darstellen, vorzugsweise durch eine Klebeschicht am ersten Gehäuseteil 9 befestigt. In dieser Montage-/Verbindungsposition durchdringt der Objektivtubus die Durchgangsöffnung innerhalb des ersten Gehäuseteils 9 und ist nach außen hin nicht abgedeckt, wobei der lichtundurchlässige Schutzring 28 eine lichtblockierende Schicht zwischen dem Objektivtubus 24 und dem ersten Gehäuseteil 9 bildet.
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In einem folgenden Schritt wird die lichtdurchlässige Düse 32 mit dem ersten Gehäuseteil 9 verbunden und bildet so einen weiteren lichtführenden Teil/Abschnitt des lichtemittierenden Pfades unterhalb der einen LED 5, wobei eine Außenfläche der Düse 32 die erste äußere lichtemittierende Außenfläche 18 des jeweiligen lichtemittierenden Pfades bildet.
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Nachdem das zweite Gehäuseteil 11 mit dem ersten Gehäuseteil 9 an den jeweiligen Gehäuseaufnahmen 10, 12 fluiddicht verbunden ist, werden Hohlräume im Inneren des Gehäuses 8 mit dem lichtundurchlässigen Material gefüllt, das zumindest den Objektivtubus 24, die LEDs 5, 6 (einschließlich der Kontaktfläche (Klebeschicht) zwischen den LEDs 5, 6 und dem ersten Gehäuseteil 9), sowie die buchsenähnlichen ersten und zweiten Lichtführungsabschnitte 14, 15, und blockieren damit den Lichtdurchgang durch das Gehäuse 8, mit Ausnahme der ersten und zweiten Außenoberflächen 18, 19 am ersten Gehäuseteil 9 (und der Düse 32).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spitze
- 2
- Längsachse der Spitze
- 3
- proximales Ende
- 4
- distales Ende
- 5
- erste lichtemittierende Vorrichtung
- 6
- zweite lichtemittierende Vorrichtung
- 7
- Bildaufnahmevorrichtung
- 8
- Gehäuse
- 9
- erstes Gehäuseteil
- 10
- Gehäuseaufnahme
- 11
- zweites Gehäuseteil
- 12
- Gehäuseaufnahme
- 13
- Verbindungsteil, Verbindungsabschnitt
- 14
- erster Lichtführungsabschnitt/ -Teil
- 15
- zweier Lichtführungsabschnitt/ -Teil
- 16
- erste Innenoberfläche
- 17
- zweite Innenoberfläche
- 18
- erste Außenoberfläche
- 19
- zweite Außenoberfläche
- 20
- transparenter Kleber
- 21
- Leiterplatte (LP/PCB)
- 22
- Hohlraum
- 23
- Bildgebungschip
- 24
- Fokussierungssystem, Linsensystem
- 25
- optische Achse oder LED
- 26
- optische Achse des Linsensystems
- 27
- Linsenstapel
- 28
- opaker Schutzring
- 29
- Schulter
- 30
- ringförmige Fläche
- 31
- lichtundurchlässige Beschichtung
- 32
- Düse
- 33
- Außenoberfläche der Bildaufnahmevorrichtung
- 34
- transparentes Vergussmaterial
- 35
- kreisförmige Öffnung
- 36
- Albarran-Hebel
- 100
- Endoskop
- 120
- Anschlusseinheit
- 130
- Endoskopgriff
- 131
- Manipulatoren
- 133
- Endoskopschaft
- 134
- Arbeitskanal