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Die
Erfindung betrifft ein Endoskop der im Oberbegriff des Anspruches
1 genannten Art.
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Endoskope
sind durch verschiedene äußere Einflüsse gefährdet, so
insbesondere durch zu hohe Temperaturen oder zu hohe Beschleunigungen.
Bei zu hohen Temperaturen können
mechanische Defekte auftreten, beispielsweise durch weich werdende Verklebungen.
Insbesondere sind auch in Endoskope eingebaute elektronische Komponenten
bei höheren
Temperaturen gefährdet.
Mechanische Zerstörungen
treten auch bei Überschreiten
bestimmter Beschleunigungen auf, wenn beispielsweise ein Endoskop
vom Tisch auf einen harten Fußboden
fällt.
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Die
EP 0 920 275 B1 beschreibt
ein gattungsgemäßes Endoskop,
bei dem eine Erfassungs- und Registriereinrichtung vorgesehen ist,
die zu Parametern, wie z.B. Temperatur und Stoß, den jeweils maximal auftretenden
Wert erfaßt,
wobei die Anzahl kritischer Situationen, in denen zulässige Maximalwerte überschritten
werden, gezählt
und gespeichert wird.
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Vorteilhaft
bei dieser bekannten Konstruktion ist die Möglichkeit, Grenzwertüberschreitungen
zu erfassen und zur anschließenden
Auswertung abzuspeichern. Daraus kann ein reparaturbedürftiges
Endoskop erkannt werden.
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Nachteilig
ist aber die Notwendigkeit der Erfassung von Maximalwerten. Dies
erfordert eine aufwendige Auswertung eines Kurvenverlaufes zur Bestimmung
des Maximalwertes und bedingt somit eine konstruktiv aufwendige
Meßeinrichtung.
Ferner müssen
für die
Bestimmung der Maximalwerte die messenden Teile der Meßeinrichtung,
also z.B. die Temperatur- oder Beschleunigungssensoren, noch für höchste Werte,
die zudem bei der Auslegung der Meßeinrichtung unbekannt sind,
mit ausreichender Empfindlichkeit ausgelegt sein. Auch hierdurch
erhöht
sich der konstruktive Aufwand erheblich.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Endoskop
mit einfacherer Meßeinrichtung
zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß muß die Meßeinrichtung nur
die Über-
oder Unterschreitung von Grenzwerten als Ereignisse ermitteln und
abspeichern. Die Meßeinrichtung
kann derart vereinfacht sein, daß sie nur bei dem Wert eines
Grenzwertes genau arbeitet. Andere Werte, wie z.B. Maximalwerte,
werden bei der Messung nicht berücksichtigt.
Die Auswertung kann mit einer sehr einfachen Schwellwertschaltung
erfolgen. Die Meßeinrichtung
kommt ferner mit sehr geringem Speicherplatz aus, da bei einer einmaligen Überschreitung
eines Grenzwertes nur zwei Meßpunkte
abgespeichert werden.
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Die
Meßeinrichtung
kann nur für
einen Grenzwert ausgebildet sein, beispielsweise für einen Temperaturgrenzwert,
bei dessen Überschreiten
die Funktion des Endoskopes gefährdet
ist. Vorteilhaft werden jedoch nach Anspruch 2 mehrere Grenzwerte
berücksichtigt.
Bei der Temperaturauswertung kann beispielsweise ein Grenzwert,
wie bereits erwähnt,
die absolute Temperaturobergrenze des Endoskopes wiedergeben, bei
der sich z.B. Verklebungen lösen
oder elektronische Komponenten auch im ausgeschalteten Zustand irreversibel
zerstört
werden. Ein weiterer niedrigerer Grenzwert kann z.B. die Temperatur
angeben, oberhalb derer elektronische Komponenten des Endoskopes
nicht mehr im eingeschalteten Zustand betrieben werden dürfen. Wird beim
Auslesen der Meßeinrichtung
festgestellt, daß zwar
der untere Grenzwert, nicht jedoch der obere Grenzwert überschritten
wurde, und war dabei die Elektronik ausgeschaltet, dann ist sie
noch betriebsbereit und kann eingeschaltet werden, sofern der untere
Grenzwert nicht überschritten
ist.
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Vorteilhaft
wird dabei zu jedem erfaßten Punkt
die Höhe
des zugehörigen
Grenzwertes abgespeichert, um später
bei der Auswertung der Über- und
Unterschreitungspunkte diese sicher den jeweiligen Grenzwerten zuordnen
zu können.
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Werden
die erfaßten
Punkte nur als Ereignis abgespeichert, so können sie bei späterem Auslesen z.B.
angeben, wie häufig
bestimmte Stoß-
oder Temperatwereignisse stattgefunden haben, und es kann darauf
z.B. auf eine Ermüdung
geschlossen werden, die eine Reparatur erfordert. Vorteilhaft sind
jedoch nach Anspruch 4 zu den erfassten Punkten auch die zugehörigen Zeitpunkte
abgespeichert. Damit läßt sich
die Historie ermitteln. Gibt ein Temperaturgrenzwert die Temperatur
wieder, oberhalb derer eine sichere Sterilisierung des Endoskopes
gewährleistet ist,
so kann aus den Zeitpunkten, zu denen dieser Grenzwert über- und unterschritten
wurde, die Sterilisierungszeit ermittelt werden, woraus sich ein
korrekter Sterilisiervorgang überprüfen läßt.
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Vorteilhaft
werden gemäß Anspruch
5 das Über-
und Unterschreiten gesondert markiert. Es kann somit sicher angegeben
werden, ob zwischen zwei Meßpunkten
der Wert oberhalb oder unterhalb des Grenzwertes lag.
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Über- und
Unterschreitungen eines Grenzwertes können auf derselben Höhe bestimmt
werden. Vorteilhaft werden jedoch gemäß Anspruch 6 Überschreitungen
und Unterschreitungen auf unterschiedlicher Höhe bestimmt, womit hystereseähnliche
Effekte berücksichtigt
werden können.
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Vorteilhaft
sind die Merkmale des Anspruches 7 vorgegeben. Damit wird gewährleistet,
daß die
Temperatur in der Nähe
einer empfindlichen elektronischen Einrichtung gemessen wird, und
zwar auch dann, wenn das Endoskop z.B. an seinen Enden unterschiedlich
erwärmt
wird.
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Das
Auslesen der Meßeinrichtung
kann beispielsweise durch Ablesen von am Endoskop angeordneten Anzeigeeinrichtungen
oder z.B. drahtlos über
Sende- und Empfangseinrichtungen
erfolgen. Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 8 vorgesehen.
Wenn das Endoskop ohnehin elektrische Anschlüsse aufweist, so können diese
auf sehr einfache Weise zur Übertragung
von der Meßeinrichtung nach
außen
verwendet werden.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Endoskopes mit eingebauter Meßeinrichtung,
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2 eine
zeitlich aufgetragene Temperaturkurve des Endoskopes mit Meßpunkten
der Meßeinrichtung
und
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3 eine
zeitlich aufgetragene Beschleunigungskurve des Endoskopes mit Meßpunkten
der Meßeinrichtung.
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1 zeigt
in äußerst stark
schematisierter Darstellung ein Endoskop 1 mit einem geschnitten, nur
mit Umfangslinie dargestellten Gehäuse 2, das einen langgestreckten
Schaftteil engeren Durchmessers mit proximal verdicktem Endteil
ausbildet. Im distalen Endbereich des Gehäuses 2 sitzt ein Fenster 3 und
hinter diesem ein schematisch angedeutetes Objektiv 4,
hinter dem eine Videokamera 5 zur Bildaufnahme angeordnet
ist. Von dieser führen
Leitungen 6 durch das langgestreckte Gehäuse 2 bis
zu dessen proximalem Ende, wo sie mit einem Stecker 7 über eine
Steckkupplung 8 und eine Verbindungsleitung 9 an
eine Auswerteinrichtung 10 angeschlossen ist, in der Bildverarbeitung
und z.B. Weiterleitung zu einem angeschlossenen Monitor stattfindet.
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Im
Gehäuse 2 in
der Nähe
der Videokamera 5 ist eine Meßeinrichtung 11 angeordnet,
die über Leitungen 12 an
den Stecker 7 angeschlossen ist und dadurch ebenfalls in
Verbindung mit der Auswerteinrichtung 10 bringbar ist.
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Die
Meßeinrichtung 11 ist
selbständig
arbeitend ausgebildet und benötigt
den Anschluß zur
Auswerteinrichtung 10 nur zum Auslesen gespeicherter Werte.
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Die
Meßeinrichtung 11 ist
im Ausführungsbeispiel
als elektronische Meßeinrichtung
mit eigener Stromversorgung, z.B. einer Batterie, ausgebildet. Im einfachsten
Fall ist sie zur Temperaturbestimmung ausgebildet, verfügt also
beispielsweise über
einen eingebauten Temperatursensor, der vorzugsweise, wie in 1 dargestellt,
in der Nähe
der temperaturempfindlichen Videokamera 5 angeordnet ist.
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Die
Meßeinrichtung 11 ist
derart ausgebildet, daß sie
bestimmte Punkte ermitteln und bis zur Auslesung abspeichern kann.
Dies wird im Folgenden anhand der 2 dargestellt.
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2 zeigt
einen typischen Temperaturverlauf eines Endoskopes an einem Vormittag
in einem Krankenhausoperationssaal. Im Diagramm der 2 ist
die Temperatur T über
der Zeit t aufgetragen. Unter der Zeitachse sind aufeinanderfolgende Zeitintervalle
A–J angegeben.
Im Intervall A liegt das Endoskop bei Zimmertemperatur steril in
einem Aufbewahrungsschrank. Im Bereich B befindet es sich während einer
Operation im Körper
eines Patienten bei Temperaturen über 30°C. Im Bereich C befindet es
sich nach Abschluß der
Operation wieder auf Zimmertemperatur. Im Bereich D liegt es zur
Sterilisierung in einem Sterilisiergerät bei Temperaturen um 130°C. Im Bereich
E liegt es, nun wieder steril, bei Zimmertemperatur und wartet darauf,
bei F erneut in einem Patienten eingesetzt zu werden. Bei G liegt
es wieder auf Zimmertemperatur, um bei I erneut sterilisiert zu
werden. Im Bereich J befindet es sich nach Abschluß der Sterilisierung
wieder auf Zimmertemperatur.
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In
den Bereichen A, C, E, G und J befindet sich das Endoskop also auf
Zimmertemperatur, in den Bereichen B und F auf Körpertemperatur und in den Bereichen
D und I auf einer zum Sterilisieren geeigneten sehr hohen Temperatur.
Dabei erfolgte im Bereich D eine korrekte Sterilisierung bei etwa 130°C. Im Bereich
I war jedoch das Sterilisiergerät defekt
und hat zum Ende der Sterilisierzeit Temperaturen bis über 180°C produziert.
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Die
Meßeinrichtung 11 ist
derart ausgebildet, daß sie
bestimmte Grenzwerte auswertet und bei diesen das Überschreiten
und Unterschreiten als zu erfassende Punkte ermittelt und abspeichert,
wobei vorteilhaft nicht nur die Punkte als Ereignis, sondern zusammen
mit einer Angabe darüber
abgespeichert werden, ob jeweils der Meßwert überschritten oder unterschritten
wurde. Außerdem
wird vorteilhaft die zugehörige
Zeit mit abgespeichert, wozu die Meßeinrichtung 11 die übliche elektronische
Uhr aufweisen kann.
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Soll
die Meßeinrichtung
nur überwachen,
ob das Endoskop 1 ausreichend sterilisiert wurde, so wäre die Meßeinrichtung 11 zur Überwachung
eines Grenzwertes 13, also bei 120°C, ausgebildet. In der in 2 dargestellten
Temperaturhistorie würde
die Meßeinrichtung
also die Punkte 14, 15, 16 und 17 ermitteln,
bei denen der Grenzwert 13 überschritten oder unterschritten
wird. Wenn dabei die Punkte 14 und 16 als überschreitende
Punkte und die Punkte 15 und 17 als unterschreitende
Punkte markiert werden und wenn die Meßeinrichtung 11 dazu
auch noch die Zeiten abspeichert, dann läßt sich beim späteren Auslesen
ermitteln, über
welche Zeit jeweils ausreichende Sterilisiertemperatur eingehalten
wurde.
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Die
Meßeinrichtung 11 kann
auch mehrere Grenzwerte erfassen, wie sie in 2 dargestellt sind.
Ein Grenzwert 18 bei 180°C
ist im Ausführungsbeispiel
angegeben als die Temperatur, oberhalb derer das Endoskop 1 mit
Sicherheit zerstört
wird, z.B. durch Lösen
von Verklebungen oder durch irreversible Schäden an der eingebauten Elektronik.
Die zugehörigen
Punkte 19 und 20 zeigen an, daß in diesem Intervall die Temperatur
von 180°C überschritten wurde,
das Endoskop also defekt ist.
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Wie 2 zeigt,
wird in diesem Fall die Überschreitung
am Punkt 19 beim Grenzwert 18, also bei 180 °C, ermittelt.
Die Unterschreitung 20 wird jedoch auf etwas andere Höhe 18', z.B. bei 160 °C, ermittelt.
Für diesen
Grenzwert 18, 18' wird
also eine gewisse Hysterese zugelassen, wobei die Überschreitung
auf anderer Temperatur liegt als die Unterschreitung. Es kann damit
beispielsweise berücksichtigt
werden, daß im
Falle des Lösens
von Verklebungen zum Lösen
eine höhere
Temperatur und zur Wiederverfestigung eine niedrigere Temperatur
erforderlich ist. Auch bei anderen Grenzwerten kann in der geschilderten
Weise eine Hysterese durch unterschiedliche Höhe des Grenzwertes bei Überschreitung
und Unterschreitung zugelassen werden.
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Bei
gleichzeitiger Überwachung
mehrere Grenzwert, z.B. der Grenzwerte 13 und 18 wird
vorteilhaft zu den ermittelten Punkten jeweils der Grenzwert abgespeichert,
um die korrekte Zuordnung zu ermöglichen.
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Ein
weiterer Grenzwert 21 liegt bei 60°C. Dies ist im Ausführungsbeispiel
die Temperatur, oberhalb derer die im Endoskop 1 eingebaute
Elektronik, also die Videokamera 5, zwar noch nicht irreversibel
beschädigt
wird, aber nicht mehr aktiv durch Strombeaufschlagung betrieben
werden darf. Von den zugehörigen
Punkten 22–25 kommt
es vor allem auf die unterschreitenden Punkte 23 und 25 an. Wenn
beim Auslesen ein solcher unterschreitender Punkt 23 oder 25 als
letztes im Speicher liegt, dann ist sichergestellt, daß das Endoskop
derzeit unterhalb dieser Temperatur liegt und somit die Elektronik eingeschaltet
werden darf.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 2 ist noch ein weiterer Grenzwert 26 bei
30°C angegeben.
Die dargestellte Temperaturkurve ergibt bei diesem eine Reihe von
Punkten 27–34.
Davon können
bei späterer
Auswertung die Punkte 29, 30, 33 und 34 einwandfrei
durch Vergleich mit den Punkten für den Grenzwert 13 und
den Grenzwert 21 den Sterilisiervorgängen zugeordnet werden. Die
verbleibenden Punkte 27, 28 sowie 31, 32 gehören zu Ereignissen, die
nur den Grenzwert 26 betreffen. Die Zeitintervalle B und
F können
somit bei Auswerten der Meßpunkte einwandfrei
als Zeiten erkannt werden, zu denen das Endoskop 1 sich
auf Körpertemperatur
befand, also im Operationseinsatz war.
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Die
Meßeinrichtung 11 kann
alternativ oder zusätzlich
einen Beschleunigungssensor aufweisen, mit der die in 3 dargestellte
Beschleunigungskurve des Endoskopes 1 (Beschleunigung B über der Zeit
t) auswertet. Im in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein Beschleunigungsgrenzwert 35 vorgegeben.
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Man
erkennt an der in 3 dargestellten Beschleunigungskurve,
daß das
Endoskop Ruhezeiten und Bewegungszeiten durchgemacht hat. Der in 3 dargestellte
Zeitraum ist derselbe wie in 2. Man erkennt
also Bewegungen des Endoskopes während
der Operation und z.B. beim Einlegen in und Herausnehmen aus dem
Sterilisator.
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Während des
Operationszeitraumes F ist das Endoskop aus Versehen auf den Fußboden gefallen.
Es ergab sich eine starke Beschleunigung, die mit Punkten 36 und 37 erfaßt wird.
Beim Herausnehmen des Endoskopes aus dem Sterilisator am Ende des
Zeitintervalles I passierte wiederum eine starke Beschleunigung
mit Punkten 38 und 39. Wenn der Beschleunigungswert
des Grenzwertes 35 so hoch liegt, daß darüber Schäden am Endoskop 1 zu
befürchten
sind, dann zeigt beim Auslesen der Meßeinrichtung 11 das
Vorhandensein von dem Grenzwert 35 zugeordneten Punkten 36–39 an,
daß das
Endoskop defekt ist bzw. dringend überholt werden muß.
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Die
dargestellte Meßeinrichtung 11 ist
in der Nähe
der Videokamera 5 angeordnet. Sie kann jedoch auch an anderer
Stelle, beispielsweise am proximalen Ende des Gehäuses 2,
angeordnet sein. Die Meßeinichtung 11 kann
auch aus verschiedenen, lediglich elektrisch verbundenen Teilen
bestehen, so kann sie beispielsweise eine Rechnerkomponente aufweisen,
an die Meßsensoren
beispielsweise für Temperatur
und Beschleunigung über
Leitungen angeschlossen sind.
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Im
in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Endoskop 1 als
Einrichtung zur Bildübertragung
vom Objektiv 4 zum proximalen Ende des Endoskopes die dargestellte
Videokamera 5 mit Leitungen 6 auf. Als Bildübertragungseinrichtung
kann in anderer, nicht dargestellter Ausführung aber auch beispielsweise
ein Relaislinsensystem üblicher
Ausbildung vorgesehen sein, wobei anstelle des Steckers 7 z.B.
ein optisches Okular vorgesehen ist.
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Bei
dem in 1 dargestellten Endoskop ermittelt die Meßeinrichtung 11 laufend
die in 2 dargestellten Punkte zu den unterschiedlichen Grenzwerten 13, 18, 21 und 26.
Da die Meßeinrichtung 11 eine
eigene Stromversorgung hat, kann sie die Überwachung auch dann durchführen, wenn
das Endoskop 1 von der Auswerteinrichtung 10 abgekuppelt
ist. Von Zeit zu Zeit, wenn das Endoskop 1 an die Auswerteinrichtung 10 angekuppelt
ist, wird der Speicherinhalt der Meßeinrichtung 11 ausgelesen,
es werden die in 2 und 3 dargestellten
Meßpunkte
ausgelesen und ausgewertet. Insbesondere kann dann anhand der erfaßten Punkte
zum Grenzwert 21 festgestellt werden, ob die Temperatur
des Endoskopes 1 unter 60°C liegt. Die Auswerteinrichtung 10 kann
derart ausgebildet sein, daß sie
nur in dem Fall die Stromversorgung für die Videokamera 5 einschaltet.
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Ist
das Endoskop 1 nicht mit elektrischen Leitungen 6, 12, 9 nach
außen
angeschlossen, handelt es sich also beispielsweise um ein rein optisches
Endoskop, dann kann das Auslesen der in der Meßeinrichtung 11 gespeicherten
Punkte auf andere Weise erfolgen, beispielsweise drahtlos, wozu
beispielsweise in der Meßeinrichtung 11 ein
Sender vorgesehen ist. Die Meßeinrichtung 11 kann
auch beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung aufweisen, die durch
ein Fenster im Gehäuse 2 des
Endoskopes 1 betrachtet werden kann.
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Die
in der Meßeinrichtung 11 gespeicherten Punkte
können
bei ausreichendem Speicherplatz über
die Lebensdauer des Endoskopes gespeichert bleiben oder beispielsweise
bei jedem Auslesen gelöscht
werden, um Speicherplatz zu sparen.