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Die
Erfindung betrifft ein Endoskop gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Der
Grundaufbau eines derartigen Endoskops ist in der
WO 2009/024107 A1 der
Anmelderin erläutert. In dieser Druckschrift wird auch
ausführlich auf weiteren Stand der Technik eingegangen,
so dass zur Vermeidung einer Überfrachtung der vorliegenden
Patentanmeldung der Einfachheit halber auf die Offenbarung der oben
genannten Anmeldung verwiesen ist.
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Die
Endoskopie hat sich im Rahmen der minimalen invasiven Chirurgie
fest etabliert. Dabei werden Endoskope für Diagnostik,
Therapie und mit Kathetersonden ausgeführte Endoskope eingesetzt.
In der Diagnostik und Therapie eingesetzte Endoskope haben eine
Kanüle oder Sonde, in die eine Optik zur Licht- und Bildübertragung
eingesetzt ist und die mit weiteren Anschlüssen, beispielsweise
einem Spülanschluss zur Zuführung von Spülflüssigkeit,
einem Arbeitsanschluss zum Ansetzen eines Werkzeugs, beispielsweise
eines Bohrers, einer Biopsiezange oder eines Laserstrahlleiters
zur chirurgischen oder therapeutischen Behandlung und einem Beleuchtungs- oder
ein Sauganschluss ausgeführt ist. Diese bekannten Endoskope
sind auf dem jeweiligen Einsatzbereich hin optimiert und werden
beispielsweise bei der Endoskopie kleiner Gelenke, der Dentalendoskopie
(Wurzelkanalendoskopie), Milchkanal-, Zahntaschen-, Tränenkanal-,
Bandscheiben- oder Spinalkanalendoskopie eingesetzt, wobei der Außendurchmesser
je nach Einsatzbereich zwischen 0,3 mm (Glaukom-Diagnostik) bis
in den Bereich von mehreren Millimetern bei Kathetersonden liegt.
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Bei
der überwiegenden Mehrzahl der Endoskope ist die Optik
mit Licht- oder Bildleitern ausgeführt, wobei die Bildleiter über
einen Okularanschluss mit einem modularen Okular verbunden sind
und die Lichtleiter über einen Lichtanschluss an eine Lichtquelle
angeschlossen sind. Derartige Bildleiter ermöglichen eine
vergleichsweise hohe Auflösung im Bereich von 3000 bis
50000 Pixel bei einem Bildwinkel von bis zu 120°.
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Wie
oben erläutert, hat der Handgriff einen Arbeitsanschluss
zum Ansetzten eines Werkstückes. Für den Fall,
dass das Endoskop als Dentalendoskop ausgeführt ist, werden
zum Bohren in der Regel relativ dünne flexible Bohrer verwendet.
Es können jedoch auch vergleichsweise dicke Kronbohrer
verwendet werden, die relativ langsam laufen und aufgrund des hohen
auszuübenden Druckes eine vergleichsweise stabile Antriebswelle
aufweisen. Diese mit vergleichsweise hoher Drehzahl umlaufende Welle
kann den Schutzschlauch der Optik (Nitinol Cover) beschädigen,
so dass die teure Optik zerstört wird. In besonders ungünstigen
Fällen kann aufgrund des geringen Platzes innerhalb des
Handgriffes die Verwendung eines bestimmten, viel Platz in Anspruch nehmenden
Werkstücks gemeinsam mit der Optik unmöglich sein.
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Im
Zuge der Miniaturisierung optoelektronischer Bauteile werden auch
Bildsensoren eingesetzt, wie sie im Prinzip aus der Videotechnik
bekannt sind. Derartige Bildsensoren sind beispielsweise mit CCD- oder
CMOS-Chips ausgeführt und erschließen dem Anwender
weitere Möglichkeiten der direkten Online-Bildaufbereitung.
Problematisch bei der Verwendung dieser Optikchips ist, dass diese
nur mit einem vergleichsweise großen Außendurchmesser
verfügbar sind und somit eine entsprechend dimensionierte Kanüle
oder Kathetersonde verwendet werden muss, deren Innendurchmesser
so ausgelegt ist, dass er bei den herkömmlichen Lösungen
sowohl die Optik als auch den eingangs beschriebenen Arbeitskanal und
zumindest einen Spülkanal aufnehmen kann.
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Bei
den bisher bekannten Lösungen sind die Optikchips mit den
entsprechenden Signalleitungen in das Endoskop integriert und müssen
entsprechend vor jeder Verwendung dekontaminiert werden.
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Eine
derartige Dekontamination von Endoskopen ist jedoch nur mit einem
erheblichen verfahrenstechnischen Aufwand in der gebührenden
Qualität durchführbar. Problematisch ist weiterhin,
dass aufgrund der Integration der Optikchips in die Endoskope für
jeden Endoskoptyp eine eigene Optik bereit gestellt werden muss,
so dass die Gesamtkosten des Systems nicht unerheblich durch die
Vielzahl von Optiken bestimmt ist.
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Demgegenüber
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop mit verbesserter
Optik zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Endoskop mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist
das Endoskop mit einem Handgriff ausgeführt, an dem eine
Kanüle angesetzt ist. Der Handgriff hat zumindest einen
Arbeitsanschluss und einen weiteren Anschluss. Darüber
hinaus ist das Endoskop mit einer Endoskopoptik ausgeführt,
die erfindungsgemäß außerhalb der Kanüle verläuft.
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Durch
die Führung der Optik außerhalb der Kanüle
bleibt genügend Raum für einen Arbeitskanal und
einen Spülkanal und ggf. einen weiteren Kanal zur Absaugung
oder zur Zuführung weiterer Werkzeuge, ohne dass eine Kollision
mit der Optik zu befürchten ist.
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Die
Erfindung löst sich somit vollständig von herkömmlichen
Systemen, bei denen die Optik stets in einem eigenen Optikkanal
innerhalb des Endoskops geführt ist.
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Bei
einer Variante der Erfindung ist die Endoskopoptik mit einem Schutzschlauch
ausgeführt, in den die Endoskopoptik dichtend eingesetzt
ist, so dass diese bei der Behandlung nicht kontaminiert wird. D.
h. bei einer derartigen Variante ist somit der Schutzschlauch als
Disposable ausgeführt – die Endoskopoptik ist
mehrfach verwendbar.
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Bei
einem besonders einfach aufgebauten Ausführungsbeispiel
hat die Kanüle im Bereich ihres distalen Endabschnitts
eine Halterung für die Endoskopoptik. Diese Halterung kann
beispielsweise eine Klemmhülse sein, die den Schutzschlauch
der Endoskopoptik klemmend umgreift.
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Bei
einer Variante der Erfindung ist der Schutzschlauch an seinem distalen
Endabschnitt über eine Schutzscheibe, beispielsweise aus
Glas stirnseitig verschlossen, so dass die Endoskopoptik abgedeckt
ist.
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Zur
besseren Ausleuchtung des Behandlungsbereichs ist in die Endoskopoptik
eine Beleuchtung integriert. Diese Beleuchtung kann beispielsweise
dadurch realisiert sein, dass der Schutzschlauch aus oder mit Lichtleiterfasern
ausgeführt ist, so dass der Schutzschlauch eine Ringbeleuchtung
ausbildet, die eine zuverlässige Ausleuchtung des Behandlungsbereichs
ermöglicht, da die Ausleuchtung nicht durch die Glasscheibe
hindurch erfolgen muss.
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Der
Schutzschlauch wird vorzugsweise in einer außenliegenden
Aufnahme des Handgriffs festgelegt.
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Die
Endoskopoptik kann in herkömmlicher Weise als Bildleiteroptik
oder als Chipoptik ausgeführt sein.
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Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das
Endoskop als Dentalendoskop ausgeführt.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden
anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Dentalendoskops mit einer Endoskopoptik;
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2 eine
vergrößerte Darstellung eines distalen Endabschnitts
der Endoskopoptik gemäß 1;
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3 einen
Optikchip der Endoskopoptik aus 2;
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4 einen
proximalen Endabschnitt der Endoskopoptik aus 1
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5 einen
Schnitt entlang der Linie A-A in 1;
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6 einen
distalen Endabschnitt des Endoskops aus 1;
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7 eine
Variante des Endoskops gemäß 6 und
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8 einen
distalen Endabschnitt einer Endoskopoptik eines weiteren Ausführungsbeispiels.
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1 zeigt
eine stark vereinfachte Darstellung eines Dentalendoskops 1,
wie es beispielsweise zur Zahnwurzelbehandlung eingesetzt ist. Ein
derartiges Endoskop 1 hat einen Handgriff 2, an
den über einen Luer-Lock 4 oder dergleichen eine
gebogene Kanüle 6 angesetzt ist. Am Handgriff
sind ein axialer Anschluss 8 und zwei Y-Anschlüsse 10, 12 ausgebildet,
die ebenfalls jeweils mit Luer-Lock-Kupplungselementen versehen
sind. Der axiale Anschluss 8 mündet in einem Arbeitskanal,
durch den hindurch ein Werkzeug, beispielsweise ein Mikrobohrer
zur Zahnwurzelbehandlung eingeführt werden kann. Einer
der Y-Anschlüsse 10, 12 kann als Spülanschluss verwendet
werden. Der weitere Y-Anschluss kann dann beispielsweise zur Absaugung
oder zur Zuführung weiterer Werkzeuge oder dergleichen
verwendet werden.
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Die
Positionierung der Kanüle 6 erfolgt mit Hilfe
einer Endoskopoptik 14, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel
außerhalb des Endoskop 1 verläuft und
die mit Bezug zum distalen Endabschnitt 16 der Kanüle 6 ausgerichtet
ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, einen
Teil der Optik 14 und auch die Kanüle 6 als
Disposable auszuführen – die eigentliche Endoskopoptik
wird bei der Behandlung nicht kontaminiert, und kann ohne größere
Aufbereitung wieder verwendet werden. Einzelheiten des Aufbaus werden anhand
der 2 bis 7 erläutert.
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Erfindungsgemäß ist
die Endoskopoptik 14 mit einem Kamerachip ausgeführt.
Dabei kann beispielsweise ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor eingesetzt
werden. Derartige Sensoren sind aus der Bildverarbeitung bekannt,
sodass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.
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2 zeigt
den Grundaufbau des distalen Endabschnitts der Endoskopoptik 14,
wie sie bei dem Endoskop gemäß 1 eingesetzt
ist. Diese Endoskopoptik 14 hat einen CMOS-Chip 18 mit
einer Signalübertragungsschaltung 20, die in einem
zylinderförmigen Gehäuse mit etwa dem Durchmesser
des Chips 18 ausgebildet ist. Diese Sig nalübertragungsschaltung 20 ist über
eine Signalleitung 22 mit einer nicht dargestellten Bildverarbeitungseinheit
verbunden, so dass die über den CMOS-Chip 18 aufgenommenen
Signale verarbeitet und aufbereitet werden können. Die
Signalleitung 22 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel
durch eine gestrichelt angedeutete Signalübertragungsleitung 24 gebildet,
die an sich – wie bei den beim Stand der Technik verwendeten
Baueinheiten – als biegeschlaffe Leitung ausgeführt
ist. Erfindungsgemäß ist diese Signalübertragungsleitung 24 von
einem schubsteifen, jedoch noch eine gewisse Flexibilität
ermöglichenden Mantel 26 umgeben, der es ermöglicht,
die Endoskopoptik über die Signalleitung in vergleichsweise
enge Leitungen oder Kanäle einzuschieben, ohne dass die
Signalübertragungsleitung 24 knickt. Als Mantel 26 kann
eine metallische Flachspirale oder Spiralkapton verwendet werden.
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Diese
schubsteife Baueinheit wird in einen disposable Schutzschlauch 28 eingeschoben,
dessen in 2 dargestellter Endabschnitt
an eine Passhülse 30 angesetzt ist, die den Chip 18 und
die Signalübertragungsschaltung 20 umgibt. Stirnseitig ist
die Passhülse 30 von einer Abdeckung 32 aus
Diamantglas, Kunststoff oder einem sonstigen Werkstoff verschlossen,
dessen Material so gewählt ist, dass es die Signalübertragung
nicht behindert. Erfindungsgemäß liegt der Chip 18 mit
einer vorbestimmten Vorspannung F an der Abdeckung 32 an.
Der Chip 18 ist so ausgelegt, dass er den Zahnwurzelbereich
mit einem sehr großen Bildwinkel von mehr als 100° erfassen
kann.
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2 zeigt
eine als Zukaufteil ausgeführte Kamerachipeinheit 34,
deren Durchmesser etwa 1,2 mm beträgt. Diese hat an ihrem
stirnseitigen Endabschnitt den genannten CMOS-Chip 18,
der mit der in einem zylinderförmigen Gehäuse 36 aufgenommenen
Signalübertragungsschaltung 20 kontaktiert ist.
Die Signalübertragung erfolgt, wie erwähnt, über
die Signalübertragungsleitung 24. Diese wird vordem
Einsatz der Kamerachipeinheit 34 mit dem biegschubsteifen
Mantel 26 versehen.
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4 zeigt
den proximalen Endabschnitt der Endoskopoptik. Im Bereich dieses
Endabschnittes ist der Schutzschlauch
22 über
eine weitere Luer-Lock-Kupplung
38 an einen Shifter
40 angeschlossen, über
den der Chip
18 mit Bezug zur Abdeckung
32 justiert
werden kann. Der Aufbau dieses Shifters
40 ist aus dem
Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 10 2005 08 825 B3 der
Anmelderin bekannt, so dass hier nur die zum Verständnis
der Erfindung wesentlichen Bauelemente erläutert werden.
Dieser Shifter
40 ist mit seinem in
4 dargestellten
Endabschnitt über eine weitere Luer-Lock-Kupplung
42 an
einen Stecker
44 angeschlossen, der an die eingangs genannte
Bildverarbeitungseinheit angesetzt ist.
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Der
Längenausgleich der schubsteifen Einheit bestehend aus
dem Stecker 44, dem Shifter 40, der Signalleitung 22 und
dem Chip 18 mit der Signalübertragungsschaltung 20 erfolgt über
den Shifter 40, der im Prinzip aus einem Führungsrohr 46 besteht,
das schubfest mit der Signalleitung 22 und dem Chip 18 verbunden
ist und innerhalb eines Gleitstücks 48 geführt
ist. Durch Verschieben des Führungsrohrs 46 innerhalb
des Gleitstücks 48 kann der Chip 18 mit
Bezug zur Abdeckung 32 positioniert werden. Diese Sollposition
wird dann über eine Rändelschraube 50 lagefixiert.
Das Gleitstück 48 ist über die Luer-Lock-Kupplung
mit dem Schutzschlauch 22 verbunden. Der Shifter 40 ist
des Weiteren mit einem Federmechanismus versehen, der eine federnde
Anlage des Chips 18 an die Abdeckung 32 gewährleistet,
so dass diese mit einer definierten Vorspannkraft gegen die Abdeckung 32 gepresst
ist. Bei Überschreiten dieser Vorspannkraft erfolgt ein
Längenausgleich über die gestrichelt angedeutete
Feder, die dann komprimiert wird. Dieser Kombishifter wird von der
Patentanmelderin seit längerer Zeit vertrieben, so dass
weitere Erläuterungen entbehrlich sind. Anstelle des Shifters 40 kann
bei Low-Cost-Systemen auch ein herkömmliche Klemmeinrichtung
zum Positionieren der schubsteifen Optik verwendet werden.
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Wie
bereits erwähnt, verläuft die Endoskopoptik 14 außerhalb
der Kanüle 6, wobei die Auswölbung in 1 im
Bereich der Bezugslinie 14 die über den Shifter 40 eingestellte
Vorspannung kennzeichnet. Der distale Endabschnitt der Endoskopoptik 14 ist
gemäß der das Detail E der 1 zeigenden 6 über
eine Halterung 52 an dem Kanülenendabschnitt 16 befestigt.
Diese Halterung 52 kann beispielsweise eine an dem Kanülenendabschnitt 16 befestigte
Hülse sein, in die die Endoskopoptik 14 mit der
Passhülse 30 eingesetzt ist, so dass die Abdeckung 32 im
Bereich der Kanülenmündung angeordnet ist.
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Gemäß der
Darstellung in 1 wölbt sich der Schutzschlauch 28 der
Endoskopoptik 14 weg von der Kanüle 6 und
verläuft dann hin zum Handgriff 2, entlang dem
der Schutzschlauch 28 dann in Richtung zum Axialanschluss 8 verläuft.
Um eine Behinderung während der Handhabung des Endoskops 1 zu
vermeiden, ist im Außenumfang des Handgriffs 2 gemäß der
Teilschnittdarstellung A-A eine sich in Längsrichtung erstreckende
Aufnahme 54 vorgesehen, in die ein Abschnitt der Signalleitung 22 bündig jedoch
auswechselbar eingesetzt ist, so dass diese entlang des Handgriffs 2 nicht
vorsteht und somit ein zuverlässiges Ergreifen des Handgriffs 2 gewährleistet
ist.
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Anstelle
der vergleichsweise einfach aufgebauten Halterung 52 gemäß 6 kann
auch eine in 7 dargestellte Lösung
verwendet werden. Dabei ist die Halterung durch eine Kappe 56 gebildet,
die gemäß 7 auf den
Kanülenendabschnitt 16 aufgesetzt ist. Die Befestigung
kann beispielsweise durch Kleben oder durch Presspassung oder Verklemmen
erfolgen. Die Kappe 56 hat neben der Aufnahme 58 für
die Kanüle 16 noch drei weitere Ausnehmungen 60, 62, 64,
wobei in die beiden kleineren Ausnehmungen 62, 64 jeweils
ein Lichtleiterbündel 66 eingesetzt ist, während
die etwas größere, zwischen den Ausnehmungen 62, 64 liegende
Ausnehmung 60 die Passhülse 30 und/oder
einen Teil der Signalleitung 22 mit dem Schutzschlauch 28 aufnimmt. Über
die Lichtleiterbündel 66 ist eine optimale Ausleuchtung
des zu behandelnden Bereiches, beispielsweise des Wurzelkanals gewährleistet.
Anstelle der beiden Lichtleiterbündel 66 könnte
auch eine ringförmige Beleuchtung oder dergleichen verwendet werden.
Prinzipiell könnte die Abdeckung 32 auch in die
Kappe 56 verlegt werden – diese Konstruktionsvariante
ist jedoch relativ schwierig zu realisieren, da dann eine dichte
Anlage der Passhülse 30 an die Kappe 56 mit
der dort gelagerten Abdeckung 32 gewährleistet
sein muss. Die Kappe 56 kann beispielsweise aus einem Kunststoff
im Spritzgießverfahren hergestellt werden.
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Bei
den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird eine
sehr kompakte Chip-Endoskopoptik verwendet. Für einfachere
Anwendungen reicht eine herkömmliche Bildleiteroptik aus,
wie sie in
8 beschrieben wird. Eine derartige
herkömmliche Bildleiteroptik besteht in an sich bekannter
Weise (siehe beispielsweise
DE 10 2008 011 387 A1 ) aus einem hochflexiblen
Bündel geordneter Bildleiterfasern, über die Bildinformationen
einem Okular oder einem angeschlossenen Bildaufzeichnungsgerät
zugeleitet werden. Diese Optik kann im Hinblick auf die vorgesehenen
Anwendungen mit einer Auflösung zwischen 3.000 und 50.000
Pixels ausgeführt sein. Eine derartige Endoskopoptik
14 hat
gemäß
8 einen Schutzschlauch
68,
dessen in
8 dargestellter distaler Endabschnitt
als Schutzkappe ausgeführt ist, die stirnseitig durch eine
Abdeckung
32, beispielsweise ein Glasscheibe abgedeckt
ist. Die eigentliche Optik ist durch das Bildleiterbündel
70 ausgebildet,
das in den Schutzschlauch
68 eingeschoben ist, bis es an
der Abdeckung
32 anliegt. Die Axialposition des Bildleiterbündels
70 kann – ähnlich
wie anhand
4 erläutert, über
einen Shifter
40 eingestellt werden. Die Verstellrichtung
ist in
8 mit dem Doppelpfeil gekennzeichnet.
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Eine
Besonderheit dieser Endoskopoptik 14 besteht darin, dass
der Schutzschlauch nicht nur eine Schutzfunktion sondern auch eine
optische Funktion hat. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Schutzschlauch 68 mit Lichtleiterfasern ausgeführt und
an eine Beleuchtung angeschlossen, so dass der Schutzschlauch 68 eine
Ringbeleuchtung ausbildet, die eine äußerst gute
Ausleuchtung des Behandlungsbereiches ermöglicht. Die Integration
der Beleuchtung in den Innenraum des Schutzschlauches 68 wäre
vergleichsweise ungünstig, da dann die Bildaufnahme und
die Beleuchtung durch die Glasscheibe 32 hindurch erfolgen
müsste, was unter Umständen zu einem diffusen
Bild führen könnte.
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Bei
einer derartigen Variante könnte der Schutzschlauch 68 fest
mit dem Handgriff 2 oder der Kanüle 6 verbunden
sein, so dass beide Bauelemente (Schutzschlauch, Kanüle)
disposable ausgeführt sind, während der Handgriff 2 und
der Shifter autoklavierbar ausgeführt sind. Die eigentliche
Endoskopoptik 14 mit dem Bildleiterbündel 70 wird
bei der Behandlung nicht kontaminiert.
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Der
gesamte Innenraum der Kanüle 6 kann somit für
Arbeitskanäle und/oder einen Spülkanal genutzt
werden, so dass das erfindungsgemäße Endoskop
in bestmöglicher Weise an die jeweiligen Anforderungen
angepasst werden kann. Durch den Arbeitskanal hindurch können
praktisch beliebige Bohrerformen oder sonstige Werkzeuge (Ballon)
eingeführt werden. Dabei ist es sogar auch möglich,
den Kanülendurchmesser um etwa 0.9 mm dünner als herkömmliche
Kanülen auszuführen.
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Wie
erwähnt, kann die Optik als herkömmliche Optik
mit Bildleiterbündeln oder als vergleichsweise aufwertige
Chipoptik ausgeführt sein.
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Offenbart
ist ein Endoskop, insbesondere ein Dentalendoskop mit einer außen
liegenden Endoskopoptik.
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- 1
- Endoskop
- 2
- Handgriff
- 4
- Luer-Lock
- 6
- Kanüle
- 8
- Axialanschluss
- 10
- Y-Anschluss
- 12
- Y-Anschluss
- 14
- Endoskopoptik
- 16
- Endabschnitt
- 18
- CMOS-Chip
- 20
- Signalübertragungsschaltung
- 22
- Signalleitung
- 24
- Signalübertragungsleitung
- 26
- Mantel
- 28
- Schutzschlauch
- 30
- Passhülse
- 32
- Abdeckung
- 34
- Kamerachipeinheit
- 36
- Gehäuse
- 38
- Luer-Lock-Kupplung
- 40
- Shifter
- 42
- Luer-Lock-Kupplung
- 44
- Stecker
- 46
- Führungsrohr
- 48
- Gleitstück
- 50
- Rändelschraube
- 52
- Halterung
- 54
- Aufnahme
- 56
- Kappe
- 58
- Aufnahme
- 60
- Ausnehmung
- 62
- Ausnehmung
- 64
- Ausnehmung
- 66
- Lichtleiterbündel
- 68
- Schutzschlauch
- 70
- Bildleiterbündel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2009/024107
A1 [0002]
- - DE 10200508825 B3 [0036]
- - DE 102008011387 A1 [0041]