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Die Erfindung betrifft eine Endoskopvorrichtung, insbesondere eine medizinische Endoskopvorrichtung, ein Endoskop, insbesondere ein medizinisches Endoskop, und eine Wärmeableitbaugruppe für eine Endoskopvorrichtung.
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Um eine diagnostische und/oder therapeutische Aktion, wie etwa einen minimalinvasiven operativen Eingriff, an einem schwer zugänglichen Teil des Körpers eines Patienten durchzuführen, werden Endoskope verwendet. Beispiele für schwer zugängliche Teile des Körpers sind insbesondere Hohlräume wie eine Körperhöhle und/oder ein Hohlorgan. Um die diagnostische und/oder therapeutische Aktion mit dem Endoskop durchführen zu können, ist das Endoskop derart ausgebildet, dass es dem Hohlraum des Patienten teilweise zugeführt werden kann. Zudem ist das Endoskop üblicherweise dazu vorgesehen, in den Hohlraum des Patienten bei der diagnostischen und/oder therapeutischen Aktion Licht einzustrahlen, um etwa anatomische Strukturen sichtbar zu machen und/oder um die diagnostische und/oder therapeutische Aktion besser überwachen zu können. Moderne Endoskope können zudem Leuchtelemente, wie beispielsweise LEDs, und/oder andere Leistungsvorrichtungen, wie beispielsweise elektronische Verbraucher im distalen Ende ihres Schafts umfassen, das der Körperhöhle zugeführt wird. Bei dem Betrieb des Endoskops kommt es folglich zu einer Wärmeentwicklung im Bereich des distalen Endes.
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Um eine Beeinträchtigung oder gar Verletzung eines Patienten durch die Wärmeentwicklung zu vermeiden, ist eine Wärmeableitung entlang des Endoskops zweckmäßig. Häufig wird dies durch das Vorsehen einer Heatpipe gelöst, die sich durch den Schaft erstreckt und Wärme zu dessen proximalem Ende abführt. Allerdings kann es baulich bedingt vorkommen, dass ein distales Ende der Heatpipe von den elektronischen Verbrauchern im distalen Endbereich des Endoskops beabstandet ist. Dadurch muss Abwärme zunächst über einen Teil des distalen Endes, der keine guten Wärmeleiteigenschaften hat, zu der Heatpipe abgeleitet werden. Erst dann können die guten Wärmeleiteigenschaften der Heatpipe ausgenutzt werden. Folglich ist die Effizienz der Wärmeübertragung von den Leistungsvorrichtungen zum proximalen Ende des Endoskops verringert.
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Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Endoskopvorrichtung bereitzustellen, durch die effizient Wärme abgeleitet werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Endoskopvorrichtung, ein Endoskop und eine Wärmeableitbaugruppe, wie sie hierin beschrieben und in den Ansprüchen definiert sind.
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Die vorliegende Erfindung sieht vor, eine Endoskopvorrichtung, insbesondere eine medizinische Endoskopvorrichtung, bereitzustellen. Die Endoskopvorrichtung umfasst einen Schaft, der ein distales Ende umfasst, ein distales Endstück, wobei das distale Endstück an dem distalen Ende des Schafts angeordnet ist und zumindest eine Leistungsvorrichtung umfasst, die im Betrieb Abwärme erzeugt, und eine Wärmeableitbaugruppe. Die Wärmeableitbaugruppe umfasst eine Heatpipe, die ein distales Ende aufweist und sich entlang des Schafts erstreckt, wobei die Heatpipe dazu eingerichtet ist, die Abwärme abzuführen, und wobei das distale Ende der Heatpipe von der Leistungsvorrichtung um einen Abstand beabstandet ist, und eine verformbare Wärmebrücke, die sich ausgehend von dem distalen Ende der Heatpipe durch das distale Endstück hindurch zu der Leistungsvorrichtung erstreckt und dadurch den Abstand zumindest teilweise überbrückt, sodass die Wärmebrücke die Abwärme von der Leistungsvorrichtung zu der Heatpipe leitet.
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Zudem sieht die Erfindung vor, ein Endoskop, insbesondere ein medizinisches Endoskop, mit einer Endoskopvorrichtung bereitzustellen.
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Außerdem sieht die Erfindung vor, eine Wärmeableitbaugruppe für eine Endoskopvorrichtung bereitzustellen.
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Durch die Endoskopvorrichtung und/oder die Wärmeableitbaugruppe wird eine effiziente und/oder effektive Abwärmeableitung erreicht. Dadurch können beispielsweise Leistungsvorrichtungen mit höherer Leistung und/oder höherer Abwärmeentwicklung und/oder eine größere Anzahl an Leistungsvorrichtungen vorgesehen werden. Zudem wird ein Aufheizen des distalen Endstücks verhindert. Außerdem kann eine stabilere, bzw. konstantere Temperatur des distalen Endstücks und/oder insbesondere der Leistungsvorrichtung erreicht werden. Dadurch kann etwa die Leistungsvorrichtung besser in einem gewünschten und/oder optimalen Arbeitstemperaturbereich gehalten werden. Zudem kann die Leistungsvorrichtung etwa mit einer höheren Leistung betrieben werden. Durch das Vorsehen der Wärmeableitbaugruppe kann zudem die Konstruktion eines Endoskops mit guten Wärmeableiteigenschaften vereinfacht werden. Insbesondere kann beispielsweise die Endoskopvorrichtung und/oder die Wärmeableitbaugruppe als modulare Einheit eines Endoskops vorgesehen werden. Diese kann sich insbesondere durch eine kompakte Bauweise auszeichnen, wobei gleichzeitig eine effiziente und/oder effektive Abwärmeableitung gewährleistet ist. Mögliche weitere Bauteile des distalen Endstücks werden beim Betrieb weniger stark aufgewärmt, da die Abwärme entlang der Wärmebrücke abgeleitet werden kann.
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Die Endoskopvorrichtung kann zumindest ein Teil des Endoskops sein. Beispielsweise kann die Endoskopvorrichtung 10 % bis 90 %, insbesondere 30 % bis 85 %, bevorzugt 50 % bis 80 % einer räumlichen Erstreckung des Endoskops umfassen. Das Endoskop kann beispielsweise zusätzlich zu der Endoskopvorrichtung einen Handgriff, Elektronik, optische Elemente, eine Kamera und/oder eine Lichtleiterbuchse umfassen. Die Endoskopvorrichtung kann für beliebige Ausführungsformen von Endoskopen vorgesehen werden.
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Der Schaft kann, je nach Ausführungsform, flexibel, semi-flexibel und/oder starr sein. Dies hängt insbesondere davon ab, für welche Anwendung die Endoskopvorrichtung, bzw. das Endoskop vorgesehen ist. Je nach Anwendung kann der Schaft zudem weitere Leitungen, Kanäle und/oder Baugruppen umfassen. Beispielsweise kann ein Arbeitskanal, ein Lichtleiter und/oder elektrische Leitungen vorgesehen sein. Die Leitungen, insbesondere die elektrischen Leitungen, können etwa dazu eingerichtet sein, die zumindest eine Leistungsvorrichtung zu versorgen.
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Das distale Ende ist das Ende des Schafts das von einem Anwender während des Betriebs abgewandt ist. Insbesondere wird zumindest das distale Ende und/oder das distale Endstück beispielsweise einer Körperhöhle eines Patienten bei dem Betrieb zugeführt.
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Das distale Endstück an dem distalen Ende des Schafts kann Teil des Schafts sein. In anderen Ausführungsformen kann das distale Endstück jedoch auch eine separate Baugruppe sein. In diesem Fall kann beispielsweise der Schaft das distale Endstück zumindest teilweise einhausen. Das distale Endstück kann beispielsweise 1 % bis 60 % des Schafts, insbesondere 2 % bis 30 % des Schafts und bevorzugt 3 % bis 10 % des Schafts umfassen. Die Leistungsvorrichtung kann beispielsweise ein Leuchtelement wie etwa eine LED und/oder ein LED-Array sein. Außerdem kann die Leistungsvorrichtung ein Sensor, insbesondere ein Bildsensor sein. Es können auch mehrere Leistungsvorrichtungen vorgesehen sein. Beispielsweise können zwei, drei, vier, fünf oder sechs Leistungsvorrichtungen vorgesehen sein. Die zumindest eine Leistungsvorrichtung erzeugt während des Betriebs Abwärme, wobei diese beispielsweise von einer Leistung der Leistungsvorrichtung abhängen kann.
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Das distale Endstück kann je nach Ausführungsform weitere Elemente umfassen. Insbesondere kann das distale Endstück eine Objektivanordnung umfassen, durch die Licht zu dem Bildsensor geleitet werden kann.
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Die Heatpipe kann ein Wärmerohr sein. Insbesondere ist die Heatpipe dazu eingerichtet, unter Nutzung von Verdampfungsenthalpie eines Mediums einen Wärmestrom erzeugt. Die Heatpipe arbeitet vorzugsweise passiv. Sie kann einen Innenraum aufweisen, durch den ein Dampfstrom von einer Heizzone zu einer Kühlzone fließen kann, der von in der Heizzone verdampftem Medium herrührt. In der Kühlzone kann das Medium kondensieren. Ein Rückfluss zu der Heizzone kann auf Kapillarwirkung beruhen. Das distale Ende der Heatpipe kann in einem Nahbereich des distalen Endstücks oder zumindest teilweise innerhalb des distalen Stücks angeordnet sein. Weiterhin kann der Abstand, um den das distale Ende der Heatpipe von der Leistungsvorrichtung beanstandet ist, beispielsweise 1 mm bis 100 mm, insbesondere 10 mm bis 70 mm und vorzugsweise 20 mm bis 40 mm betragen.
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Die verformbare Wärmebrücke kann gute wärmeleitende Eigenschaften haben, sodass die Abwärme effizient von der Leistungsvorrichtung zu der Heatpipe geleitet wird. Gute wärmeleitende Eigenschaften sind in diesem Zusammenhang relativ zu dem distalen Endstück der Endoskopvorrichtung zu verstehen. Insbesondere dadurch, dass die Wärmebrücke bessere Wärmeleiteigenschaften als das distale Endstück der Endoskopvorrichtung haben kann, wird der Abstand zwischen der Leistungsvorrichtung und der Heatpipe überbrückt.
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Verformbar ist insbesondere in dem Zusammenhang mit den mechanischen Eigenschaften der Wärmebrücke im Vergleich zu den mechanischen Eigenschaften der Heatpipe und/oder des distalen Endstücks, bzw. Teilen des distalen Endstücks zu verstehen. Die Wärmebrücke kann beispielsweise elastisch und/oder plastisch einem freien und insbesondere für die Wärmebrücken vorgesehenen Bauraum innerhalb des distalen Endstücks angepasst werden. Beispielsweise kann bei der Montage die Wärmeableitbaugruppe mitsamt der Wärmebrücke innerhalb eines Innenraums des Schafts angeordnet werden und das distale Endstück teilweise und/oder Teile des distalen Endstücks nacheinander an und/oder in dem distalen Ende des Schafts angeordnet werden. Die verformbare Wärmebrücke kann dann derart verformbar sein, dass sie den Abstand der Heatpipe von der Leistungsvorrichtung überbrücken kann.
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Ferner kann das distale Endstück einen Grundkörper umfassen, der aus einem ersten Material ausgebildet ist, wobei die Wärmebrücke aus einem zweiten Material ausgebildet ist, das einen größeren Wärmeleitkoeffizienten aufweist als das erste Material. Der Grundkörper kann beispielsweise einstückig, beispielsweise aus Edelstahl, Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einem Kunststoff, ausgebildet sein. Die Wärmebrücke kann beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Silber und/oder Gold ausgebildet sein. Vorteilhafterweise wird die Abwärme entlang der Wärmebrücke abgeleitet, während der Grundkörper, bzw. das distale Endstück zumindest im Wesentlichen geringfügig erwärmt wird.
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Außerdem kann die Wärmebrücke eine Metallfolie und/oder ein Metallblech, insbesondere eine Kupferfolie und/oder ein Kupferblech, umfassen. Diese sind im Einkauf günstig und benötigen einen geringen Bauraum. Es kann ein kompaktes distales Endstück vorgesehen sein. Weiterhin kann die Metallfolie und/oder das Metallblech um die Heatpipe gewickelt sein, wodurch eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt sein kann. Diese zeichnet sich durch besonders gute Wärmeleiteigenschaften aus.
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Zudem können die Wärmebrücke und die Heatpipe gemeinsam ein einzelnes wärmeableitendes Bauteil ausbilden. Dies kann bedeuten, dass die Wärmebrücke permanent, bzw. nicht lösbar an der Heatpipe angeordnet ist. Beispielsweise kann die Wärmebrücke an die Heatpipe gelötet, genietet, gepresst und/oder geklebt sein. Dies ist in der Fertigung besonders einfach und/oder ein guter Wärmeübergang von der Wärmebrücke auf die Heatpipe kann erreicht werden.
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Ferner kann die Wärmeableitbaugruppe einteilig ausgebildet sein. Die Wärmebrücke kann sich beispielsweise nahtlos an die Heatpipe anschließen. Insbesondere kann das distale Ende der Heatpipe gewalzt sein, um die verformbare Wärmebrücke zu fertigen. Diese Ausführungsform gewährleistet einen besonders guten Wärmeübergang von der Wärmebrücke auf die Heatpipe.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Endoskopvorrichtung ferner zumindest eine an die Leistungsvorrichtung angebundene Leiterbahn, die an einer Oberfläche der Wärmeableitbaugruppe angebracht ist. Die Leiterbahn kann dazu eingerichtet sein, die Leistungsvorrichtung zumindest teilweise zu versorgen. Die Leiterbahn kann dazu eingerichtet sein, digitale Signale und/oder analoge Signale zu leiten. Vorteilhafterweise kann dadurch die Konstruktion der Endoskopvorrichtung vereinfacht werden. Weiterhin kann eine kompakte Endoskopvorrichtung bereitgestellt werden.
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Es können insbesondere eine Anzahl an Leiterbahnen an der Oberfläche angebracht sein, die für den Betrieb der Leistungsvorrichtung notwendig sind. Gemäß weiterer Ausführungsformen können weitere Leistungsvorrichtungen vorgesehen sein. Entsprechend kann eine Anzahl an Leiterbahnen an der Oberfläche angebracht sein, die für den Betrieb zumindest eines Teils der weiteren Leistungsvorrichtungen notwendig sind.
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Außerdem kann die Leiterbahn auf die Oberfläche aufgedruckt sein. Dadurch vereinfacht sich die Fertigung weiter. Weiterhin kann eine kostengünstige Fertigung erreicht werden.
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Ferner kann die Leiterbahn zumindest teilweise innerhalb der Wärmebrücke angebracht sein. Beispielsweise kann eine weitere Metallfolie vorgesehen sein, die auf der Oberfläche angeordnet ist, wobei die zumindest eine Leiterbahn auf der Oberfläche angebracht ist. Es kann eine Leitungsvorrichtung vorgesehen sein, die dazu eingerichtet ist, die Leistungsvorrichtung an die zumindest einen Leiterbahn anzubinden.
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Außerdem kann eine weitere Leistungsvorrichtung an der Wärmebrücke angeordnet sein. Insbesondere kann die Leistungsvorrichtung an einer ersten Seite der Wärmebrücke angeordnet sein und die weitere Leistungsvorrichtung an einer zweiten Seite der Wärmebrücke angeordnet sein, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt. Die Leitungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, die weitere Leistungseinrichtung an die zumindest eine Leiterbahn anzubinden.
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Ferner kann die Wärmeableitbaugruppe und insbesondere die Wärmebrücke eine Metallkernplatine umfassen. Metallkernplatinen zeichnen sich durch vorteilhafte Wärmeleiteigenschaften aus. Beispielsweise kann die Leistungsvorrichtung auf der Metallkernplatine angeordnet sein. Dadurch kann eine besonders gute Ableitung der Abwärme erreicht werden.
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Zudem kann die Wärmebrücke einen Montageabschnitt umfassen, der dazu eingerichtet ist, die Wärmebrücke in dem distalen Endstück zu fixieren.
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Beispielsweise kann der Montageabschnitt eine klebende Beschichtung umfassen. Insbesondere kann der Montageabschnitt ein Klebeband umfassen. Der Montageabschnitt kann zudem elektrisch isolierende Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann der Montageabschnitt dazu eingerichtet sein, die Wärmebrücke von dem distalen Endstück zumindest teilweise elektrisch zu isolieren. Vorteilhafterweise kann die Wärmeableitbaugruppe insbesondere während der Montage der Endoskopvorrichtung mittels des Montageabschnitts in dem distalen Endstück fixiert werden, wodurch sich die Montage vereinfacht.
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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Systeme sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können diese zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
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Es wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle in Bezug auf eine Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften, aber auch Verfahrensweisen, sinngemäß auf Verfahren übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung. Das bedeutet, dass auch in Bezug auf Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt, beansprucht und ebenfalls zur Offenbarung gezählt werden können.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft beschrieben. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und im Rahmen der Ansprüche sinnvoll in Kombination verwenden.
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Falls von einem bestimmten Objekt mehr als ein Exemplar vorhanden ist, ist ggf. nur eines davon in den Figuren und in der Beschreibung mit einem Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung dieses Exemplars kann entsprechend auf die anderen Exemplare von dem Objekt übertragen werden. Sind Objekte insbesondere mittels Zahlenwörtern, wie beispielsweise erstes, zweites, drittes Objekt etc. benannt, dienen diese der Benennung und/oder Zuordnung von Objekten. Demnach können beispielsweise ein erstes Objekt und ein drittes Objekt, jedoch kein zweites Objekt umfasst sein. Allerdings könnten anhand von Zahlenwörtern zusätzlich auch eine Anzahl und/oder eine Reihenfolge von Objekten ableitbar sein.
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Es zeigen:
- 1 ein medizinisches System;
- 2 eine weitere Ausführungsform eines medizinischen Systems;
- 3 eine Endoskopvorrichtung vom distalen Ende her betrachtet;
- 4 die Endoskopvorrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht;
- 5 eine Ausführungsform einer Wärmeableitbaugruppe in einer perspektivischen Ansicht;
- 6a eine weitere Ausführungsform einer Wärmeableitbaugruppe umfassend eine Leiterbahn in einer Draufsicht;
- 6b die weitere Ausführungsform der Wärmeableitbaugruppe umfassend die Leiterbahn in einer Seitenansicht;
- 7 eine Endoskopvorrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht;
- 8 eine Konzeptzeichnung der Endoskopvorrichtung mit eingebauter Wärmeableitbaugruppe;
- 9a eine weitere Ausführungsform einer Wärmeableitbaugruppe umfassend eine Leiterbahn sowie einen Montageabschnitt in einer Draufsicht; und
- 9b die weitere Ausführungsform der Wärmeableitbaugruppe umfassend die Leiterbahn sowie einen Montageabschnitt in einer Seitenansicht.
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1 zeigt ein medizinisches System 42, das ein Endoskop 40, ein medizinisches Gerät 52, und einen Bildschirm 43 umfasst. Das medizinische Gerät 52 umfasst eine Lichtquelle 50 sowie eine Schnittstelle 56 für das Endoskop 40. Über die Schnittstelle 56 ist das medizinische Gerät 52 mittels eines Kabels 54 mit dem Endoskop 40 verbunden. Das Kabel 54 ist dazu eingerichtet, Bilddaten von dem Endoskop 40 zu dem medizinischen Gerät 52 zu übertragen. Das Endoskop 40 ist dazu eingerichtet, die Bilddaten zu generieren. Insbesondere ist das Endoskop 40 dazu eingerichtet, Bilddaten von einem Hohlraum eines Patienten, beispielsweise einer Körperhöhle und/oder einem Hohlorgan, zur Durchführung einer diagnostischen und/oder therapeutischen Aktion zu generieren. Die generierten Bilddaten können auf dem Bildschirm 43 nach entsprechender Verarbeitung beispielsweise während der diagnostischen und/oder therapeutischen Aktion angezeigt und/oder von dem medizinischen System 42 etwa zur Unterstützung der diagnostischen und/oder therapeutischen Aktion verarbeitet werden.
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Um die Beleuchtungsverhältnisse in dem Hohlraum kontrollieren zu können, umfasst das Endoskop 40 eine nicht näher gezeigte Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung des Endoskops 40 kann insbesondere über die Lichtquelle 50 mit Licht gespeist und/oder versorgt werden, indem Licht in das Endoskop 40 eingekoppelt wird. Dazu ist an dem Endoskop 40 eine Kupplungseinrichtung 46 vorhanden.
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Um das Licht von der Lichtquelle 50 zu dem Endoskop 40 zu leiten, ist ein Lichtleiter 48 vorgesehen, der derart an einem Ende mit der Lichtquelle 50 verbunden ist, dass lichtquellenseitig Licht in den Lichtleiter 48 eingekoppelt werden kann. Zum Einkoppeln von Licht in das Endoskop 40 kann bedarfsweise der Lichtleiter 48 mit der Kupplungseinrichtung 46 des Endoskops 40 verbunden werden. Bedarfsweise kann die Lichtquelle 50 mittels des Lichtleiter 48 mit dem Endoskop 40 verbunden werden und die Verbindung wieder gelöst werden. Zum Verbinden des Lichtleiters 48 an das Endoskop 40 ist an dem anderen Ende des Lichtleiters 48 ein Kupplungsstecker 44 vorgesehen.
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Das Endoskop 40 umfasst eine Endoskopvorrichtung 10, die einen Schaft 12, der ein distales Ende 14 umfasst, ein distales Endstück 16, das an dem distalen Ende 14 des Schafts 12 angeordnet ist, und eine Wärmeableitbaugruppe 20, die in 5 und 7 genauer gezeigt ist, umfasst. Unter Bezugnahme auf 7 enden in dem distalen Ende 14 Schaftlichtleiter 58 und definieren Lichtauslässe 62. Licht kann folglich über den Schaftlichtleiter 58 an den Lichtauslässen 62 aus dem Endoskop 40 ausgekoppelt werden. Das Endoskop 40 umfasst zudem einen Lichteinlass 60. Der Lichteinlass 60 ist optisch mit einem Bildsensor (nicht dargestellt) des distalen Endstücks 16 verbunden. Der Bildsensor erzeugt im Betrieb Abwärme und stellt daher eine Leistungsvorrichtung dar. Der Bildsensor ist innerhalb des Grundkörpers 28 angeordnet und auf einer Metallkernplatine 38 (siehe dazu 5) angeordnet. Die Metallkernplatin 38 ist an einer Wärmebrücke 26 der Wärmeableitbaugruppe 20 angeordnet. Die Wärmebrücke 26 erstreckt sich ausgehend von einem distalen Ende 24 einer Heatpipe 22 der Wärmeableitbaugruppe 20 durch das distale Endstück 16 hindurch zu dem Bildsensor und überbrückt dadurch einen Abstand von dem Bildsensor und der Heatpipe 22 zumindest teilweise. Dadurch leitet die Wärmebrücke 26 Abwärme des Bildsensors zu der Heatpipe 22. Die Heatpipe 22 erstreckt sich entlang des Schafts 12 und führt die Abwärme ab. Das distale Endstück 16 umfasst zudem einen weiteren Lichteinlass 60, der ebenfalls an einer Wärmebrücke (nicht dargestellt) angeordnet ist, wobei die Wärmebrücke Teil einer weiteren Wärmeableitbaugruppe ist (nicht dargestellt).
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines medizinischen Systems 42'. Durch Hochkommata sind dem medizinischen System 42' zugeordnete Komponenten gekennzeichnet. Das medizinische System 42' ist dem medizinischen System 42 ähnlich. Es unterscheidet sich darin, dass kein Lichtleiter 48 vorgesehen ist. Dementsprechend ist auch keine Lichtquelle 50, kein Kupplungsstecker 44 und keine Kupplungseinrichtung 46 vorgesehen. Diese Komponenten sind nicht notwendig, da das distale Ende 14' LED-Arrays 64' umfasst, mittels derer Beleuchtungslicht erzeugbar und aus dem Endoskop 40' am distalen Ende 14' auskoppelbar ist. Das Kabel 54' ist gemäß dieser Ausführungsform dazu eingerichtet, das Endoskop 40' mit Versorgungsstrom für zumindest die LED-Arrays 64' zu speisen.
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3 und 4 zeigen eine Endoskopvorrichtung 10', umfassend das distale Ende 14' des Schafts 12', an dem ein distales Endstück 16' angeordnet ist. An dem distalen Ende 14' des Schafts 12' der Endoskopvorrichtung 10' des Endoskops 40' sind zwei LED-Arrays 64' angeordnet. Die LED-Arrays 64' erzeugen während des Betriebs des Endoskops 40' Abwärme. Sie bilden daher zumindest einen Teil einer Leistungsvorrichtung. Die Abwärme wird durch die Heatpipe 22' entlang des Schafts 12' abgeführt. Die Heatpipe 22' ist Teil einer Wärmeableitbaugruppe 20'. Die Heatpipe 22' bildet gemeinsam mit einer hier nicht näher gezeigten Wärmebrücke ein einzelnes wärmeableitendes Bauteil 32' aus. Bezüglich der Wärmebrücke wird auf die untenstehende Beschreibung im Zusammenhang mit der 5 verwiesen. Das distale Ende 24' der Heatpipe 22' ist von den LED-Arrays 64' beabstandet. Die LED-Arrays 64' werden von einer Versorgungsleitung 70' versorgt, die sich entlang des Schafts 12' erstreckt. Die Versorgungsleitung 70' kann mit dem Kabel 54' zumindest teilweise gekoppelt werden. Das distale Endstück 16' umfasst weiterhin einen Arbeitskanal 66' und eine Optik 68'. Durch die Optik 68' kann Licht in das Endoskop 40' eingekoppelt werden und zu einem hier nicht gezeigten Bildsensor geführt werden. Die Versorgungsleitung 70' kann auch insbesondere digitale Information des Bildsensors leiten. Der Bildsensor ist ebenfalls von dem distalen Ende 24' der Heatpipe 22' beanstandet. Die nicht gezeigte Wärmebrücke erstreckt sich von dem distalen Ende 24' der Heatpipe 22' durch das distale Endstück 16' hindurch zu den einem der LED-Arrays 64'. Weitere Wärmebrücken 26' erstrecken sich zu den weiteren Leistungsvorrichtungen 18', genauer dem weiteren LED-Array 64' und dem Bildsensor 72'. Dadurch wird der Abstand zwischen dem distalen Ende 24' der Heatpipe 22' und dem LED-Array 64' überbrückt und folglich leitet die Wärmebrücke die Abwärme zu der Heatpipe 22'.
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Das distale Endstück 16' umfasst zudem einen Grundkörper 28'. Der Grundkörper 28' ist aus einem ersten Material ausgebildet. Die Wärmebrücke ist aus einem zweiten Material ausgebildet, wobei das zweite Material einen größeren Wärmeleitkoeffizienten aufweist als das erste Material. Der Grundkörper 28' ist einteilig ausgebildet.
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Gemäß weiterer nicht dargestellter Ausführungsformen kann der Grundkörper mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgeführt sein. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der Grundkörper entlang der Längsachse des Schafts 12 zweigeteilt ausgebildet ist. Ein erster Teil des Grundkörpers kann folglich dazu eingerichtet sein, dass bei der Montage zunächst weitere Bauteile der Endoskopvorrichtung, beispielsweise eine Objektivanordnung, eine Leistungsvorrichtung und/oder die Wärmebrücke, angeordnet werden. Ein zweiter Teil des Grundkörpers kann dazu eingerichtet sein, anschließend an dem ersten Teil angeordnet und/oder montiert zu werden.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass in 4 und 7 der Schaft 12 zumindest teilweise ohne Mantel dargestellt ist. Grundsätzlich kann der Schaft 12 einen Mantel (nicht dargestellt) umfassen, der das Innere des Schafts 12, insbesondere mitsamt der Wärmeableitbaugruppe 20 und Versorgungsleitung 70, ummantelt.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Wärmeableitbaugruppe 20" in einem nicht montierten Zustand. Die Wärmeableitbaugruppe 20" umfasst eine Heatpipe 22" und eine Wärmebrücke 26", die gemeinsam ein einzelnes wärmeableitendes Bauteil 32" ausbilden. Insbesondere ist die Wärmeableitbaugruppe 20" in dem gezeigten Fall einteilig ausgebildet. Die Wärmebrücke 26" umfasst eine Metallfolie 30", die verformbar ist. Insbesondere ist die Wärmebrücke 26" dünn im Verhältnis zu der Heatpipe 22". Die Wärmeableitbaugruppe 20" umfasst eine Metallkernplatine 38".
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Die Metallkernplatine 38" ist an der Wärmebrücke 26" angeordnet. Auf der Metallkernplatine 38" ist eine Leistungsvorrichtung 18" angeordnet. Eine Wärmeableitbaugruppe 20" gemäß 5 kann beispielsweise Teil des Endoskops 40 und/oder 40'sein.
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Soll die Wärmeableitbaugruppe 20" in eine Endoskopvorrichtung 10" eingebaut werden, lässt sich die Wärmebrücke 26" verformen, sodass sich die Wärmebrücke 26" durch ein distales Endstück 16" hindurch erstreckt. Die Wärmebrücke 26" wird also nicht durch Bauteile des distalen Endstücks 16" unterteilt. Es versteht sich, dass die Leistungsvorrichtung 18" beispielsweise ein LED-Array oder ein Bildsensor einer der vorangegangenen Ausführungsformen sein kann.
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6a und 6b zeigen eine weitere Ausführungsform einer Wärmeableitbaugruppe 20'''. Die Wärmeableitbaugruppe 20''' umfasst eine Wärmebrücke 26''' und eine Heatpipe 22''', die gemeinsam ein einzelnes wärmeableitendes Bauteil 32 ausbilden. Zudem ist ersichtlich, dass die Wärmeableitbaugruppe 20''' einteilig ausgebildet ist. Grundsätzlich ist die in den 6a und 6b gezeigte Ausführungsform jener der 5 ähnlich. Zusätzlich ist an der Oberfläche 36''' eine Leiterbahn 34''' angebracht, die in einem eingebauten Zustand an eine Leistungsvorrichtung 18''' angebunden ist. Insbesondere ist die Leiterbahn 34''' auf die Oberfläche 36''' aufgedruckt. Die Leiterbahn 34''' erstreckt sich von einem distalen Ende der Wärmebrücke 26''' entlang der gesamten Wärmeableitbaugruppe 20''' bis zu einem proximalen Ende der Wärmeableitbaugruppe 20'''.
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8 zeigt eine Konzeptzeichnung der Endoskopvorrichtung 10. Man erkennt, dass die verformbare Wärmebrücke 26 in einem verformten Zustand in das distale Endstück 16 eingebaut ist. Die Wärmebrücke 26 erstreckt sich durch das distale Endstück hindurch ausgehend von dem distalen Ende 24 der Heatpipe 22. Auf der Wärmebrücke ist eine Metallkernplatine 38 angeordnet, auf der ein Bildsensor 72 angeordnet ist. Ein Lichtstrahl 76, der über einen Lichteinlass 60 in die Endoskopvorrichtung 10 eingekoppelt wird, wird beispielhaft durch einen Spiegel 74 auf den Bildsensor 72 gelenkt. Im Betrieb erzeugt der Bildsensor 72 Abwärme. Diese wird entlang der Wärmebrücke 26 zu der Heatpipe 22 geleitet.
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Im dargestellten Fall kann auf einer Unterseite der Wärmebrücke ein weiterer Bildsensor angeordnet sein. Die Endoskopvorrichtung 10 kann beispielsweise Teil eines Stereoendoskops sein. Eine einzelne Wärmebrücke 26 kann dann dazu eingerichtet sein, Abwärme mehrere Bildsensoren 72 und/oder mehrerer Leistungsvorrichtungen abzuführen.
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9a und 9b zeigen eine weitere Ausführungsform einer Wärmeableitbaugruppe 20''''. Es sei ausdrücklich angemerkt, dass die Wärmeableitbaugruppe 20'''' anstelle jeder weiteren hierin beschriebenen Wärmeableitbaugruppe 20 vorgesehen werden kann. Die Wärmeableitbaugruppe 20'''' ähnelt der Wärmeableitbaugruppe 20''', die in den 6a und 6b gezeigt sind. Zusätzlich ist ersichtlich, dass eine weitere Leistungsvorrichtung 84'''' vorgesehen ist. Die Leistungsvorrichtung 18'''' ist auf einer ersten Seite 86'''' der Wärmebrücke 26'''' angeordnet. Die weitere Leistungsvorrichtung 84'''' ist auf einer zweiten Seite 88'''' der Wärmebrücke 26'''' angeordnet, die der ersten Seite 86'''' gegenüberliegt. Die Wärmebrücke 26'''' umfasst zudem eine weitere Metallfolie 80'''', die an der Oberfläche 36'''' der Wärmeableitbaugruppe 20'''' angeordnet ist. Die weitere Metallfolie 80'''' erstreckt sich über die gesamte Wärmebrücke 26'''' bis in einen Nahbereich eines distalen Endes 24'''' einer Heatpipe 22''''. An der Oberfläche 36'''' sind Leiterbahnen 34'''' angebracht, insbesondere sind Leiterbahnen 34'''' auf die Oberfläche 36'''' aufgedruckt. Die Leiterbahnen 34'''' sind teilweise innerhalb der Wärmebrücke 26'''' angebracht und erstrecken sich insbesondere entlang der Wärmebrücke 26''''. Die Wärmeableitbaugruppe 20'''', insbesondere die Wärmebrücke 26'''', umfasst an der zweiten Seite 88'''' einen Montageabschnitt 78''''. Der Montageabschnitt 78'''' umfasst eine Beschichtung, insbesondere ein Klebeband, die dazu eingerichtet ist, die Wärmebrücke 26'''' in einem distalen Endstück (nicht gezeigt) zu fixieren. Weiterhin weist die Beschichtung elektrisch isolierende Eigenschaften auf. Die Leistungsvorrichtung 18'''' und die weitere Leistungsvorrichtung 84'''' sind mittels einer Leitungsvorrichtung 82'''' an die Leiterbahnen 34'''' angebunden. Die Leitungsvorrichtung 82'''' erstreckt sich durch die Wärmebrücke 26'''' hindurch von der Leistungsvorrichtung 18'''' zu der weiteren Leistungsvorrichtung 84''''.
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Es muss nicht zwangsläufig die weitere Leistungsvorrichtung 84'''' vorgesehen sein. Gemäß einiger Ausführungsformen ist lediglich die Leistungsvorrichtung 18'''' an der Wärmeableitbaugruppe 20'''' angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Endoskopvorrichtung
- 12
- Schaft
- 14
- distales Ende
- 16
- distales Endstück
- 18
- Leistungsvorrichtung
- 20
- Wärmeableitbaugruppe
- 22
- Heatpipe
- 24
- distales Ende (der Heatpipe)
- 26
- Wärmebrücke
- 28
- Grundkörper
- 30
- Metallfolie
- 32
- wärmeableitendes Bauteil
- 34
- Leiterbahn
- 36
- Oberfläche
- 38
- Metallkernplatine
- 40
- Endoskop
- 42
- medizinisches System
- 43
- Bildschirm
- 44
- Kupplungsstecker
- 46
- Kupplungseinrichtung
- 48
- Lichtleiter
- 50
- Lichtquelle
- 52
- medizinisches Gerät
- 54
- Kabel
- 56
- Schnittstelle
- 58
- Schaftlichtleiter
- 60
- Lichteinlass
- 62
- Lichtauslass
- 64
- LED-Array
- 66
- Arbeitskanal
- 68
- Optik
- 70
- Versorgungsleitung
- 72
- Bildsensor
- 74
- Spiegel
- 76
- Lichtstrahl
- 78
- Montageabschnitt
- 80
- weitere Metallfolie
- 82
- Leitungsvorrichtung
- 84
- weitere Leistungsvorrichtung
- 86
- erste Seite
- 88
- zweite Seite
