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Die Erfindung betrifft ein chirurgisches System mit einem ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse aufweisendes Videoendoskop, insbesondere Videolaparoskop, wobei das Gehäuse des Videoendoskops ein distales Ende und ein proximales Ende aufweist und im Inneren des Gehäuses eine oder mehrere bestrombare oder bestromte Einheiten vorgesehen sind, wobei das chirurgische System eine externe Kontrolleinheit, insbesondere Steuergerät, für die eine oder die mehreren bestrombaren oder bestromten Einheiten aufweist, wobei ein Versorgungskabel zur Kopplung, insbesondere Verbindung, der externen Kontrolleinheit mit dem Gehäuse des Videoendoskops vorgesehen ist, wobei das Versorgungskabel mit der Kontrolleinheit und dem Gehäuse des Videoendoskops koppelbar oder gekoppelt, insbesondere verbindbar oder verbunden, ist.
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Im Stand der Technik sind Endoskope, insbesondere Videoendoskope, bekannt, die beispielsweise zur Behandlung von Menschen eingesetzt werden. Videoendoskope weisen einen langgestreckten, rohrförmigen Endoskopschaft auf, an dessen distalem Ende eine distal abstrahlende Beleuchtungseinrichtung und ein Bildsensor bzw. eine Bildsensoreinheit zur Aufnahme von Bildern aus der Umgebung des distalen Endes vorgesehen sind.
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Zum Betreiben der Bildsensoreinheit und gegebenenfalls weiterer Sensoren, wie z.B. Temperatursensoren oder Umschaltern oder dergleichen im Endoskop, ist es notwendig, diese im Endoskopschaft vorgesehenen Einheiten mit Strom zu versorgen. Hierzu werden die im Endoskopschaft vorgesehenen bestrombaren oder bestromten Einheiten über entsprechende Stromleitungen mit Strom versorgt. Die Stromleitungen im Inneren des Endoskopschafts sind hierbei mit externen Stromkabeln, vorzugsweise in einem Handgriffbereich des Videoendoskops, verbunden. Die Stromkabel selbst sind weiterhin mit einer entsprechenden externen Kontrolleinheit für das Videoendoskop verbunden, wobei die Kontrolleinheit entsprechende Spannungsversorgungen für die jeweiligen zu betreibenden Einheiten im Endoskopschaft sowie im Gehäuse des Endoskops aufweist.
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Darüber hinaus werden über im Endoskop vorgesehene Datenleitungen Bilddaten von aufgenommenen Bildern von der Bildsensoreinheit mittels mit den internen Datenleitungen verbundenen externen Datenübertragungsleitungen an die externe Kontrolleinheit übertragen.
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Ferner ist auch im Endoskopschaft des Videoendoskops ein Lichtleiter zur Führung von Licht zur distalen Spitze des Endoskops im Endoskopschaft vorgesehen. Um Licht in die Lichtleiter im Endoskopschaft einzukoppeln, sind externe Lichtleitkabel vorgesehen, die mit dem internen Lichtleiter gekoppelt sind.
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Zur Versorgung der im Endoskopschaft vorgesehenen Einheiten ist hierbei ein externes Versorgungskabel vorgesehen, in dem die Stromleitungen sowie die externen Datenübertragungsleitungen und die externen Lichtleitkabel zusammengefasst sind.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Aufbau eines chirurgischen Systems mit einem Videoendoskop, einem Versorgungskabel für das Videoendoskop und einer Kontrolleinheit für das Videoendoskop zu vereinfachen.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt durch ein chirurgisches System mit einem ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse aufweisendes Videoendoskop, insbesondere Videolaparoskop, wobei das Gehäuse des Videoendoskops ein distales Ende und ein proximales Ende aufweist und im Inneren des Gehäuses eine oder mehrere bestrombare oder bestromte Einheiten vorgesehen sind, wobei das chirurgische System eine externe Kontrolleinheit, insbesondere Steuergerät, für die eine oder die mehreren bestrombaren oder bestromten Einheiten aufweist, wobei ein Versorgungskabel zur Kopplung, insbesondere Verbindung, der externen Kontrolleinheit mit dem Gehäuse des Videoendoskops vorgesehen ist, wobei das Versorgungskabel mit der Kontrolleinheit und dem Gehäuse des Videoendoskops koppelbar oder gekoppelt, insbesondere verbindbar oder verbunden, ist, das dadurch weitergebildet ist, dass im Innern des Gehäuses des Videoendoskops eine Spannungskonvertereinheit zum, insbesondere gleichzeitigen, Bereitstellen von mehreren Spannungen mit unterschiedlichen Spannungswerten für die bestrombaren oder bestromten Einheiten im Gehäuse vorgesehen ist.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass im Inneren des Endoskopschafts bzw. des Gehäuses des Videoendoskops elektrische Einrichtungen oder Einheiten, wie z.B. Bildsensoren, elektrische Stellmotoren oder weitere Sensoren etc., vorgesehen sind, die elektrisch betrieben werden. Hierzu benötigen die zu bestromenden Einheiten im Gehäuse des Videoendoskops unterschiedliche Spannungen. Um die verschiedenen Spannungen für die zu bestromenden Einheiten im Endoskop jeweils bereitzustellen, ist gemäß der Erfindung im Inneren des Videoendoskops bzw. im Inneren des Gehäuses eine Spannungskonvertereinheit vorgesehen, durch die mehrere verschiedene Spannungen bzw. Spannungen mit unterschiedlichen Spannungswerten für die jeweils zu bestromenden Einheiten vorgesehen ist.
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Gemäß der Erfindung wird dadurch der Aufbau des chirurgischen Systems vereinfacht, da in dem externen Versorgungskabel zwischen der Kontrolleinheit und dem Videoendoskop vorzugsweise bzw. ausschließlich nur eine Stromleitung für die Spannungskonvertereinheit des Videoendoskops vorgesehen ist. Mittels der Spannungskonvertereinheit im Videoendoskop wird die aus der über die eine Stromleitung des externen Versorgungskabels bereitgestellte Spannung in mehrere, verschiedene Spannungen für die zu bestromenden Einheiten des Videoendoskops konvertiert und bereitgestellt, wobei die Werte der von der Spannungskonvertereinheit bereitgestellten Spannungen für die zu bestromenden Einheiten im Videoendoskop unterschiedlich sind. Darüber hinaus ist die Spannungskonvertereinheit in das Videoendoskop integriert, wobei vorzugsweise die Spannungskonvertereinheit im Handgriff des Videoendoskops angeordnet ist.
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Dazu ist in einer Weiterbildung des chirurgischen Systems vorgesehen, dass die Spannungskonvertereinheit mit einer, vorzugsweise ausschließlich einer, Stromleitung des Versorgungskabels verbunden ist und/oder dass die Kontrolleinheit eingerichtet ist, eine, insbesondere ausschließlich eine, Spannung über die Stromleitung des Versorgungskabels für die Spannungskonvertereinheit bereitzustellen. Insbesondere wird unter einer Stromleitung eine Leitung verstanden mit einer positiven Spannungsversorgungsleitung und einer negativen Spannungsversorgungsleitung bzw. Masseleitung.
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Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich eine Ausführungsform des chirurgischen Systems dadurch aus, dass die Spannungskonvertereinheit mit zwei Stromleitungen des Versorgungskabels verbunden ist, so dass zwei Stromkreise ausgebildet sind, wobei die Spannungskonvertereinheit als gemeinsame Impedanz für die zwei Stromkreise ausgebildet ist, so dass Ströme der beiden Stromleitungen über die gemeinsame Impedanz fließen, und/oder dass die Kontrolleinheit eingerichtet ist, jeweils eine Spannung über eine Stromleitung für die Spannungskonvertereinheit bereitzustellen, wobei insbesondere die bereitgestellten Spannungen sich in den Spannungswerten unterscheiden.
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Mittels einer galvanischen Kopplung bzw. Impedanzkopplung der zwei Stromleitungen des Versorgungskabels mit der Spannungskonvertereinheit des Videoendoskops, die als Kopplungsimpedanz bzw. Impedanz ausgebildet ist, wird eine galvanische Kopplung der beiden Stromkreise erreicht.
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In einem weiteren Aspekt ist bei einer Weiterbildung des chirurgischen Systems dabei vorgesehen, dass eine, insbesondere austauschbare, Lichtleiterleitung im Versorgungskabel mit den zwei Stromleitungen als eine Kombinationsleitung im Versorgungskabel ausgebildet ist, wobei insbesondere die Stromleitungen an der Lichtleiterleitung, vorzugsweise unmittelbar, angeordnet sind, und/oder wobei insbesondere die wenigstens eine Stromleitung oder die beiden Stromleitungen um die Lichtleiterleitung in Längserstreckung der Lichtleiterleitung wendelförmig oder spiralförmig angeordnet sind. Dadurch, dass die Stromleitungen die Lichtleiterleitung umgeben, wird eine kompakte Anordnung der Stromleitung und der Lichtleiterleitung erreicht, wobei gleichzeitig bei einer wendelförmigen oder spiralförmigen Ausbildung der Stromleitungen eine Art Schutz für die Lichtleiterleitung ausgebildet ist. Insbesondere sind hierbei die Stromleitungen beispielsweise als ein Geflecht oder eine Spirale bzw. Wendel ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform des chirurgischen Systems ist vorgesehen, dass die Spannungskonvertereinheit mit einer, vorzugsweise ausschließlich einer, Stromleitung des Versorgungskabels mittels einer nicht-galvanischen Kopplung verbunden ist.
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Dazu ist gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die nicht-galvanische Kopplung als induktive Kopplung oder Magnetresonanzkopplung ausgebildet ist und/oder dass die nicht-galvanische Kopplung ein im Versorgungskabel, vorzugsweise an einem proximalen Ende des Versorgungskabels, vorgesehenes Kopplungselement und ein im Gehäuse des Videoendoskops vorgesehenes und mit dem Kopplungselement des Versorgungskabels zusammenwirkendes Kopplungselement, das mit der Spannungskonvertereinheit verbunden ist, aufweist und/oder dass das Kopplungselement des Versorgungskabels an der, vorzugsweise separaten, Stromleitung des Versorgungskabels oder Kopplungselement des Versorgungskabels an der Lichtleiterleitung des Versorgungskabels angeordnet ist.
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Gemäß der Erfindung wird bei diesem Ausführungsbeispiel auf induktive Weise oder mittels Magnetresonanz elektrische Energie in das Gehäuse für die Spannungskonvertereinheit eingebracht, wobei hierbei mittels der eingekoppelten elektrischen Energie bzw. Spannung die im Videoendoskop vorgesehene Spannungskonvertereinheit betrieben wird, wodurch mehrere Spannungen mit unterschiedlichen Spannungswerten für die zu bestromenden Einheiten im Videoendoskop mittels der Spannungskonvertereinheit bereitgestellt werden.
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Bei der nicht-galvanischen Kopplung ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass das Versorgungskabel und das Videoendoskop mittels einer mechanischen oder magnetischen Befestigung mit dem Versorgungskabel bzw. mit dem Ende des Versorgungskabels verbunden wird oder ist.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spannungskonvertereinheit als ein DC-DC-Spannungswandler (Gleichstrom-Gleichstrom-Spannungswandler) ausgebildet ist.
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Vorzugsweise ist gemäß einem weiteren Aspekt bei dem chirurgischen System vorgesehen, dass die Spannungskonvertereinheit als eine Energy-Harvesting-Vorrichtung (Energie-Ernte-Vorrichtung) ausgebildet ist, wobei insbesondere die Energy-Harvesting-Vorrichtung (Energie-Ernte-Vorrichtung) eingerichtet ist, mittels des thermoelektrischen Effekts mehrere Spannungen mit unterschiedlichen Spannungswerten zu erzeugen, wodurch verschiedene Spannungen für die zu bestromenden Einheiten im Videoendoskop bereitgestellt werden.
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Des Weiteren ist es bei einer Ausführungsform des chirurgischen Systems bevorzugt, dass das Versorgungskabel mittels einer ersten Verbindungseinheit, insbesondere mittels einer, vorzugsweise elektronischen, Steckverbindung, mit der Kontrolleinheit, insbesondere lösbar, koppelbar oder gekoppelt ist und/oder das Versorgungskabel mittels einer zweiten Verbindungeinheit mit dem Gehäuse des Videoendoskops, insbesondere dauerfest oder lösbar, koppelbar oder gekoppelt ist und/oder dass das Versorgungskabel eine Lichtleiterleitung aufweist, wobei insbesondere die Lichtleiterleitung mit der Kontrolleinheit und dem Gehäuse des Videoendoskops koppelbar oder gekoppelt ist und/oder dass das Videoendoskop einen Handgriff aufweist, wobei der Handgriff des Videoendoskops ein Kopplungsteil für ein Ende des Versorgungskabels aufweist, wobei insbesondere das Kopplungsteil des Handgriffs mit einer, insbesondere einer zweiten, Verbindungseinheit des Versorgungskabels zusammenwirkt.
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Ferner ist es bei dem chirurgischen System bevorzugt, dass das Versorgungskabel wenigstens eine Datenleitung, insbesondere Videodatenleitung, oder mehrere Datenleitungen, insbesondere mehrere Videodatenleitungen, aufweist. Mittels der Datenleitungen werden beispielsweise Bilddaten oder weitere Daten von Einheiten, z.B. einer Bildsensoreinheit, aus dem Videoendoskop zu der Kontrolleinheit weitergeleitet oder übertragen. Die Datenleitungen sind insbesondere als Datenübertragungsleitungen ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren, für sich selbständig genommenen Lösung der Aufgabe oder einer Weiterbildung ist bei dem chirurgischen System vorgesehen, dass im Innern des Gehäuses des Videoendoskops eine Sende-/Empfangseinheit zum Senden und/oder Empfangen von Daten vorgesehen ist, wobei die Sende-/Empfangseinheit mit wenigstens einer bestromten oder bestrombaren Einheit mittels einer oder mehrerer Datenübertragungsleitungen jeweils verbunden ist, so dass Daten zwischen der wenigstens einen oder mehreren bestromten oder bestrombaren Einheiten und der Sende-/Empfangseinheit übertragen werden,
wobei die Sende-/ Empfangseinheit des Videoendoskops ein Sende-/Empfangsmodul zum drahtlosen Senden und/oder Empfangen von Daten aufweist,
wobei das Versorgungskabel oder die Kontrolleinheit eine Sende-/Empfangseinheit mit einem Sende-/Empfangsmodul zum drahtlosen Senden und/oder Empfangen von Daten aufweist,
wobei die Sende-/Empfangseinheit des Versorgungskabels oder die Sende-/Empfangseinheit der Kontrolleinheit mit der Sende-/Empfangseinheit des Videoendoskops zusammenwirken, so dass Daten zwischen der Sende-/Empfangseinheit des Versorgungskabels oder die Sende-/Empfangseinheit der Kontrolleinheit und der Sende-/Empfangseinheit des Videoendoskops drahtlos übertragen werden.
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Hierbei werden gemäß der Erfindung beispielsweise Videodaten oder Steuerungsdaten zwischen den Sende-/Empfangsmodulen der jeweiligen zusammenwirkenden Sende-/Empfangseinheiten übertragen. Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise im Videoendoskop eine Sende-/Empfangseinheit integriert, so dass beispielsweise die von einer Bildsensoreinheit erfassten Bilder mittels der Sende-/Empfangseinheiten drahtlos übertragen und anschließend einer Kamerakontrolleinheit übermittelt werden.
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Dabei ist in einer Ausbildung des chirurgischen Systems vorgesehen, dass das Versorgungskabel datenleitungsfrei ausgebildet ist. Insbesondere weist das Versorgungskabel vorzugsweise dabei ausschließlich eine oder mehrere Stromleitungen und eine Lichtleiterleitung auf. Aufgrund der drahtlosen Übertragung von Daten zwischen den Sende-/Empfangseinheiten kann hierbei auf eine Datenleitung oder Datenübertragungsleitung im Versorgungskabel zwischen dem Videoendoskop und der externen Kontrolleinheit zur Übertragung von Daten, wie z.B. Bilddaten, verzichtet werden.
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Des Weiteren zeichnet sich eine weitere, für sich selbständig genommene Lösung der Aufgabe oder eine Weiterbildung des chirurgischen Systems dadurch aus, dass im Innern des Gehäuses des Videoendoskops eine Multiplex-/Demultiplexeinheit zum Senden und/oder Empfangen von Daten vorgesehen ist, wobei die Multiplex-/Demultiplexeinheit mit wenigstens einer bestromten oder bestrombaren Einheit mittels mehrerer Datenübertragungsleitungen jeweils verbunden ist, so dass Daten zwischen der wenigstens einen oder mehreren bestromten oder bestrombaren Einheiten und der Multiplex-/Demultiplexeinheit des Videoendoskops übertragen werden,
wobei das Versorgungskabel oder die Kontrolleinheit eine Multiplex-/Demultiplexeinheit zum Senden und/oder Empfangen von Daten aufweisen,
wobei die Multiplex-/Demultiplexeinheit des Versorgungskabels oder die Multiplex-/Demultiplexeinheit der Kontrolleinheit mit der Multiplex-/Demultiplexeinheit des Videoendoskops mittels einer, insbesondere ausschließlich einer, Signaldatenverbindungsleitung oder mittels mehrerer Signaldatenverbindungsleitungen verbunden ist, so dass Daten zwischen der Multiplex-/Demultiplexeinheit des Versorgungskabels oder der Multiplex-/Demultiplexeinheit der Kontrolleinheit und der mit der Multiplex-/Demultiplexeinheit des Videoendoskops, vorzugsweise unidirektional und/oder bidirektional, übertragen werden.
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Die Erfindung beruht hierbei auf dem Gedanken, dass unter Verwendung von zusammenwirkenden Multiplex-/Demultiplexeinheiten Daten zwischen den im Gehäuse des Videoendoskops vorgesehenen Einheiten, die entsprechende zu übertragende Signale und/oder Daten erzeugen, und der externen Kontrolleinheit übertragen bzw. übermittelt werden. Hierbei ist das Multiplexverfahren zur Übertragung von wenigstens zwei separaten Informationskanälen über eine einzige Signaldatenverbindungsleitung vorgesehen, wobei die Signaldatenverbindungsleitung in einem asymmetrischen Signalübertragungsmodus oder in einem differenziellen Signalübertragungsmodus betrieben wird.
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Insbesondere sind gemäß einer Ausführungsform mehrere Signaldatenverbindungsleitungen, insbesondere zwei Signaldatenverbindungsleitungen, vorgesehen, so wird unter Verwendung des Multiplexverfahrens eine Redundanz der übertragenen Daten erreicht.
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In einer Ausführungsform ist weiterhin vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Versorgungskabel ein Paar von Signaldatenverbindungsleitungen aufweist, wobei das Paar von Signaldatenverbindungsleitungen als differenzielles Signalpaar ausgebildet ist oder derart eingerichtet ist, um Daten oder Signaldaten einer bestromten oder bestrombaren Einheit des Videoendoskops an die Kontrolleinheit zu übertragen.
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Ferner ist es bei einer Weiterbildung des chirurgischen Systems vorgesehen, dass wenigstens eine Stromleitung des Versorgungskabels für die bestromten oder bestrombaren Einheiten des Videoendoskops als eine Signaldatenverbindungsleitung ausgebildet ist.
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Vorteilhafterweise ist bei einer Weiterbildung des chirurgischen Systems vorgesehen, dass das Versorgungskabel datenleitungsfrei ausgebildet ist. Wird beispielsweise eine Stromleitung als Datenverbindungsleitung verwendet, ist es möglich, dass das Versorgungskabel keine Datenverbindungsleitung, die ausschließlich für die Übertragung von Daten genutzt wird, ausgebildet ist.
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Des Weiteren ist es gemäß einem vorteilhaften Aspekt vorgesehen, dass das Versorgungskabel eine oder mehrere Stromleitungen und/oder eine Lichtleiterleitung aufweist, wobei insbesondere die eine Stromleitung oder die Stromleitungen und/oder die Lichtleiterleitung mit der Kontrolleinheit und mit dem Gehäuse des Videoendoskops koppelbar oder gekoppelt sind.
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Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass Ausgestaltungen des chirurgischen Systems die für sich selbständig genommenen Lösungen oder eine Kombination der voranstehend beschriebenen Merkmale aufweisen können.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
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Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
- 1 schematisch einen Aufbau eines chirurgischen Systems mit einem Endoskop, einem Versorgungskabel und einer Kontrolleinheit für das Endoskop;
- 2 schematisch eine Ausgestaltung des chirurgischen Systems gemäß dem Stand der Technik;
- 3a bis 3f jeweils einen Aufbau des chirurgischen Systems gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
- 4a bis 4d schematisch jeweils den Aufbau eines chirurgischen Systems gemäß weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltungen.
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In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
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1 zeigt schematisch einen Aufbau eines chirurgischen Systems 10, das ein Videoendoskop 12 und ein mit dem Videoendoskop 12 verbundenes Versorgungskabel 20 aufweist. Das Videoendoskop 12 weist ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse 13 mit einem langgestreckten Endoskopschaft 14 auf, der an seinem distalen Ende einen Bildsensor 16 aufweist. Darüber hinaus verfügt das Videoendoskop 12 im Inneren des Gehäuses 13 bzw. des Endoskopschafts 14 über weitere (hier nicht dargestellte) elektrisch betriebene Einheiten, wie z.B. Sensoren, Stellmotoren usw.
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An seinem proximalen Ende weist das Videoendoskop 12 einen Handgriff 18 auf, der mit einem Ende des Versorgungskabels 20, vorzugsweise fest, verbunden ist. Darüber hinaus weist das Versorgungskabel 20 an seine vom Handgriff 18 des Videoendoskops 12 abgewandten Ende einen Stecker 28 auf, der in eine Steckaufnahme einer Kontrolleinheit 30 für das Videoendoskop 12 eingesteckt wird oder ist. Das Videoendoskop 12 ist vorzugsweise als Videolaparoskop ausgebildet.
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In 2 ist das chirurgische Systems 10 gemäß dem Stand der Technik in einer schematisierten Darstellung gezeigt. Im Innern des Versorgungskabels 20 sind mehrere Stromleitungen 22.1, 22.2, 22.3 vorhanden, die mit entsprechenden Leitungen im Stecker 28 verbunden sind. Mittels der Stromleitungen 22.1 bis 22.3 des Versorgungskabels 20 werden mehrere verschiedene Spannungen für die elektrischen Einheiten im Videoendoskop 12 bereitgestellt, wobei die Spannungen unterschiedliche Spannungswerte aufweisen.
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Darüber hinaus sind im Versorgungskabel 20 weiterhin mehrere Datenübertragungsleitungen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4, 24.5 vorhanden, um entsprechende Daten zwischen den datenliefernden Einheiten im Videoendoskop 12, wie z.B. einem Bildsensor, und der Kontrolleinheit 30 zu übertragen. Beispielsweise sind die Datenübertragungsleitungen 24.1 bis 24.5 als Koaxialkabel oder dergleichen ausgebildet.
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Außerdem ist im Versorgungskabel 20 weiterhin ein Lichtleitkabel 26 vorgesehen, das vorzugsweise mehrere lichtleitende Glasfasern im Bündel aufweist. Hierdurch wird Licht beispielsweise von der Kontrolleinheit 30 in einen Lichtleiter im Innern des Videoendoskops 12 eingekoppelt, um das Licht an die distale Spitze des Videoendoskops 12 zu führen.
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In den Ausführungsbeispielen 3a bis 3f sind jeweils erfindungsgemäße Ausführungsformen des chirurgischen Systems 10 gezeigt. Bei den verschiedenen Ausgestaltungen sind im Handgriff 18 des Videoendoskops 12 jeweils eine Spannungskonvertereinheit zum Bereitstellen von mehreren Spannungen mit unterschiedlichen Spannungswerten für die bestrombaren oder bestromten Einheiten im hermetisch abgeschlossenen Gehäuse 13 des Videoendoskops 12 vorgesehen.
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Bei den Ausführungsformen gemäß den 3a bis 3e sind im Handgriff 18 des Videoendoskops 12 jeweils als Spannungskonvertereinheit ein DC-DC-Spannungswandler (Gleichspannung-Gleichspannung-Spannungswandler) 42 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 3e ist die Spannungskonvertereinheit als thermoelektrischer Generator 44 ausgebildet. Für das Ausführungsbeispiel in 3f ist die Spannungskonvertereinheit als fotoelektrische Zelle 60 ausgebildet.
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3a zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Versorgungskabel 20 ausschließlich eine Stromleitung 52 aufweist, wodurch der mit der Stromleitung 52 verbundene DC-DC-Spannungswandler 42 (Gleichspannung-Gleichspannung-Spannungswandler) im Gehäuse 13 des Videoendoskops 12 mit einer Spannung beaufschlagt wird. Mittels des DC-DC-Spannungswandlers 42 werden gleichzeitig für alle zu bestromenden Einheiten im Videoendoskop 12 mehrere Spannungen mit unterschiedlichen Spannungswerten bereitgestellt.
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In 3b und 3c sind die beiden Aderleitungen 52.1, 52.2 einer Stromleitung 52 um den Lichtleiter 26 herum angeordnet, wobei entlang der Längserstreckung des Lichtleiters 26 die Aderleitungen 52.1, 52.2 sich erstrecken. Bei dem Ausführungsbeispiel in 3c sind die Adern 52.1, 52.2 wendelförmig nach Art eines Geflechts oder dergleichen um den Lichtleiter 26 herumgewickelt.
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3d zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem durch eine nicht-galvanische Kopplung, z.B. durch eine induktive Kopplung zwischen dem Stromkabel 52 im Bereich des Handgriffs 18 des Videoendoskops 12, elektrische Energie mittels eines Koppelelements 56, das mit einem Koppelelement 58 im Handgriff 18 des Videoendoskops 12 zusammenwirkt, Energie eingekoppelt wird. Auch hierdurch wird für den DC-DC-Spannungswandler 42 im Handgriff 18 des Videoendoskops 12 eine Spannung bereitgestellt, wodurch mittels des Spannungswandlers 42 im Videoendoskop 12 verschiedene Spannungen für die zu bestromenden Einheiten des Videoendoskops 12 bereitgestellt werden.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 3e ist als Spannungskonvertereinheit ein thermoelektrischer Generator 44 vorgesehen, der mittels der Stromleitung 52 mit Spannung versorgt wird. Aufgrund eines Temperaturgradienten in dem thermoelektrischen Generator 44, der auch als Energie-Ernte-Vorrichtung (Energy-Harveting-Vorrichtung) bezeichnet wird, werden verschiedene Spannungen für die zu bestromenden Einheiten des Videoendoskops 12 mit unterschiedlichen Spannungswerten bereitgestellt.
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Das Ausführungsbeispiel in 3f zeigt als Spannungskonvertereinheit eine fotoelektrische Zelle 60 im Handgriff 18 des Videoendoskops 12, wobei über das Lichtleiterkabel 26 des Versorgungskabels 20 Licht in einen Lichtleiter 46 im Innern des Handgriffs 18 eingekoppelt wird und das eingekoppelte Licht vom Lichtleiter 46 in die fotoelektrische Zelle 60 eingekoppelt wird, wobei mittels der fotoelektrischen Zelle 60 mehrere verschiedene Spannungen für die zu bestromenden Einheiten im Endoskop bereitgestellt werden.
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Weitere Ausführungsformen des chirurgischen Systems 10 sind in den 4a bis 4d gezeigt.
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In 4a ist im Handgriff 18 des Videoendoskops 12 eine Sende-/Empfangseinheit 62 mit einer Funkantenne oder dergleichen ausgebildet, wobei die Sende-/Empfangseinheit 62 über entsprechende Datenleitungen mit einer oder mehreren Einheiten, wie z.B. einem Bildsensor, im Innern des Gehäuses 13 verbunden ist. Von der Einheit, z.B. dem Bildsensor, werden entsprechende Bilddaten an die Sende-/Empfangseinheit 62 des Videoendskops 12 übermittelt.
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Darüber hinaus ist im Stecker 28 des Versorgungskabels 20 eine weitere Sende-/Empfangseinheit 64 z.B. mit einer Antenne ausgebildet, die Daten von der Sende-/Empfangseinheit 62 des Handgriffs 18 bzw. des Videoendoskops 12 auf drahtlose Weise empfängt. Aufgrund der Verwendung von zwei zusammenwirkenden und räumlich getrennten Sende-/Empfangseinheiten 62, 64 im Videoendoskop 12 und im Versorgungskabel 20 kann auf die Verwendung von Datenübertragungsleitungen im Versorgungskabel 20 abgesehen werden. Hierdurch wird der Aufbau des Versorgungskabels 20 vereinfacht.
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Bei den Ausführungsbeispielen in 4b bis 4d ist jeweils zur Datenübertragung aus dem Videoendoskop 12 eine Kontrolleinheit 30 im Handgriff 18 des Videoendoskops 12 ein Multiplexer/Demultiplexer 72 vorgesehen, der mit einem Multiplexer/Demultiplexer 72 im Stecker 22 des Versorgungskabels 20 zusammenwirkt. Bei dem Ausführungsbeispiel in 4b ist zwischen dem Multiplexer/Demultiplexer 72 des Videoendoskops 12 und dem Multiplexer/Demultiplexer 74 im Versorgungskabel 20 bzw. im Stecker 22 ausschließlich eine Datenübertragungsleitung 76 vorgesehen, wodurch die beiden Multiplexer/Demultiplexer 72, 74 miteinander verbunden sind. Aufgrund des Multiplexverfahrens werden hierbei die entsprechenden Daten, z.B. von einem Bildsensor aus dem Innern des Gehäuses 13 des Videoendoskops 12, zu einer externen Kontrolleinheit 30 (vgl. 1) geführt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel in 4c wird als Datenübertragungsleitung zwischen dem Multiplexer/Demultiplexer 74 im Handgriff 18 und dem Multiplexer/Demultiplexer 74 im Stecker 22 als Datenübertragungsleitung eine Stromleitung 22.1 verwendet. Auch hierbei reduziert sich der Aufbau des Versorgungskabels 20, da auf eine Datenübertragungsleitung im herkömmlichen Sinne verzichtet wird. Vielmehr wird bei dieser Ausführungsform gleichzeitig eine Stromleitung 22.1 genutzt, um elektrische Energie für die zu bestromenden Einheiten im Videoendoskop 12 bereitzustellen und gleichzeitig Daten zwischen dem Multiplexer/Demultiplexer 72 im Videoendoskop 12 und dem Multiplexer/Demultiplexer 74 des Versorgungskabels 20 zu übertragen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel in 4d ist im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel in 4b eine zweite Datenübertragungsleitung 78 zwischen den beiden Multiplexer/Demultiplexer 72, 74 des Videoendskops 12 und des Versorgungskabels 20 vorgesehen, wodurch eine Redundanz erreicht wird.
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Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Chirurgisches System
- 12
- Videoendoskop
- 13
- Gehäuse
- 14
- Endoskopschaft
- 16
- Bildsensor
- 18
- Handgriff
- 20
- Versorgungskabel
- 22
- Stecker
- 22.1, 22.2, 22.3
- Stromleitung
- 24.1, ..., 24.4, 24.5
- Datenübertragungsleitung
- 26
- Lichtleiter
- 28
- Stecker
- 30
- Kontrolleinheit
- 42
- DC-DC-Spannungswandler
- 44
- thermoelektrischer Generator
- 46
- Lichtleiter
- 52
- Stromleitung
- 52.1, 52.2
- Aderleitung
- 56
- Koppelelement
- 58
- Koppelelement
- 60
- fotoelektrische Zelle
- 62
- Sende-/Empfangseinheit
- 64
- Sende-/Empfangseinheit
- 72
- Multiplexer/Demultiplexer
- 74
- Multiplexer/Demultiplexer
- 76
- Datenübertragungsleitung
- 78
- Datenübertragungsleitung
