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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Endoskop mit einem integrierten Lichtleiter oder einem Arbeitskanal zum Einführen eines Lichtleiters und auf Laservorrichtungen, die ein solches Endoskop, einen Laser, eine Steuerung für den Laser und den integrierten oder einen in den Arbeitskanal des Endoskops eingeführten oder einführbaren, an den Laser angeschlossenen oder anschließbaren Lichtleiter aufweisen.
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Das Endoskop kann insbesondere ein Ureterorenoskop sein, bei dem mit dem Lichtleiter zugeführtes und am distalen Ende des Endoskops aus dem Lichtleiter ausgekoppeltes Laserlicht dazu verwendet wird, Harnsteine zu zertrümmern.
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Das Endoskop kann ebenfalls ein Resektoskop sein, bei dem mit dem Lichtleiter zugeführtes und am distalen Ende des Resektoskops aus dem Lichtleiter ausgekoppeltes Laserlicht dazu verwendet wird, Gewebe zu erwärmen, um es zu koagulieren oder zu verdampfen.
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Beim Einsatz von Endoskopen zum Zuführen von Laserlicht können mit dem Laserlicht erhebliche Energiemengen zugeführt werden, die zu einer Erwärmung eines in der Umgebung vor dem distalen Ende des Endoskops vorliegenden Fluids führen.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
EP 0 697 837 B1 ist ein Gerät zur Ablation bei gutartiger Prostatahyperplasie bekannt, das einen Katheter mit Elektroden umfasst, um abzutötendes Prostatagewebe durch Anlegen einer hochfrequenten Spannung auf über 60 °C zu erhitzen. Wenn 90 °C erreicht werden, was mit Temperatursensoren an dem Katheter erfasst wird, wird die hochfrequente Wechselspannung abgeschaltet. In der
EP 0 697 837 B1 ist beschrieben, dass neben einer Erhitzung des abzutötenden Prostatagewebes durch Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung grundsätzlich auch Laserlicht eingesetzt werden kann. Es wird aber kein entsprechendes Gerät näher beschrieben.
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Aus der
DE 196 37 963 A1 ist ein System zur Gewährleistung einer klaren endoskopischen Sicht an einem in einer gasförmigen Umgebung befindlichen Operationsort bekannt. Bei einem aus einem Endoskop und einem Hüllrohr bestehenden Instrument sind in dem Hüllrohr ein Insufflationskanal, ein Spül-/Trocknungskanal, eine distale Bildeintrittsöffnung einer Optik des Endoskops und eine Heizung für das gesamte Instrument integriert. Durch die Heizung wird eine klare endoskopische Sicht während eines endoskopischen Eingriffs gewährleistet. In das Instrument ist ein Temperatursensor integriert, wobei eine Temperaturregelung derart ausgelegt ist, dass eine Überschreitung der Temperatur der Endoskopspitze von 41 °C unterbunden wird. So wird ein Feuchtigkeitsniederschlag auf der distalen Bildeintrittsfläche der Optik vermieden.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop mit einem integrierten Lichtleiter oder einem Arbeitskanal zum Einführen einem Lichtleiter und Laservorrichtungen mit einem solchen Endoskop aufzuzeigen, mit denen ungewollte thermische Effekte von am distalen Ende des Endoskops ausgekoppeltem Laserlicht zuverlässig vermeidbar sind.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein medizinisches Endoskop nach Schutzanspruch 1 und Laservorrichtungen nach Schutzanspruch 9, 10 und 12 gelöst. Die davon abhängigen Schutzansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen des Endoskops bzw. der Laservorrichtungen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein erfindungsgemäßes medizinisches Endoskop mit einem integrierten Lichtleiter oder einem Arbeitskanal zum Einführen eines Lichtleiters weist mindestens einen Umgebungstemperatursensor im distalen Bereich des Endoskops auf. Der Umgebungstemperatursensor ist so ausgebildet, dass er eine Fluidtemperatur eines Fluids in einer vor dem distalen Ende des Endoskops liegenden Umgebung, das durch am distalen Ende des Endoskops ausgekoppeltes Laserlicht erwärmt wird, direkt oder indirekt erfasst. Direktes Erfassen bedeutet dabei, dass der Umgebungstemperatursensor die Fluidtemperatur des Fluids direkt in der Umgebung vor dem distalen Ende des Endoskops erfasst. Indirektes Erfassen bedeutet hingegen, dass das aus der Umgebung vor dem distalen Ende abgeleitete oder abfließende Fluid zu dem Umgebungstemperatursensor gelangt, der so ohne selbst in oder an der interessierenden Umgebung vor dem distalen Ende des Endoskops angeordnet zu sein, die Fluidtemperatur in dieser Umgebung erfasst.
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Indem der Umgebungstemperatursensor die Fluidtemperatur des Fluids in der Umgebung vor dem distalen Ende des Endoskops, das durch das am distalen Ende des Endoskops aus dem Lichtleiter ausgekoppelte Laserlicht erwärmt wird, erfasst, kann ein Anstieg der Fluidtemperatur des Fluids überwacht und insbesondere auf Werte begrenzt werden, die nicht mit ungewollten thermischen Schädigungen von in dieser Umgebung befindlichem oder daran angrenzendem Gewebe verbunden sind.
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Es hat sich herausgestellt, dass auch bei endoskopischen Operationen, bei denen keine originär thermischen Einwirkungen auf angrenzendes Gewebe beabsichtigt sind, wie beim Zertrümmern von Nierensteinen mit Laserlicht, eine nicht unerhebliche Gefahr von nicht beabsichtigten thermischen Gewebeschädigungen auftritt. Besonders groß ist die Gefahr nicht beabsichtigter thermischer Gewebeschädigungen, wenn zwar ein thermisches Einwirken zum Koagulieren oder Verdampfen von Gewebe grundsätzlich beabsichtigt ist, aber nur von bestimmtem Gewebe in der Umgebung vor dem distalen Ende des Endoskops, wie beim Abtragen von Tumoren. Die Gefahr nicht beabsichtigter thermischer Gewebeschädigungen wird auch durch einen kontinuierlichen Fluss einer Spülflüssigkeit nicht grundsätzlich beseitigt, weil die Volumina der Spülflüssigkeit hierfür sehr groß und in der Regel größer sein müssten, als dass sie durch ein Endoskop, das einen Lichtleiter umfasst, zugeführt werden könnten.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Endoskops wird die durch das am distalen Ende des Endoskops ausgekoppelte Laserlicht bewirkte Erhöhung der Fluidtemperatur erfasst und kann entsprechend konkret berücksichtigt werden, beispielsweise um die zugeführte Energie des Laserlichts zu reduzieren oder um die Zufuhr des Laserlichts vorübergehend zu unterbrechen, bis die Fluidtemperatur wieder auf ein solches Maß abgesunken ist, dass sie unkritisch erneut erhöht werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Zufuhr einer Spülflüssigkeit in die Umgebung vor dem distalen Ende des Endoskops abhängig von der Fluidtemperaturgesteuert gesteuert oder geregelt werden.
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Vorzugsweise ist der mindestens eine Umgebungstemperatursensor unmittelbar am distalen Ende des erfindungsgemäßen Endoskops angeordnet und misst dort die Fluidtemperatur des Fluids in der Umgebung vor dem distalen Ende des Endoskops direkt. Konkret erfasst der Umgebungstemperatursensor im Regelfall die Fluidtemperatur als Temperatur einer Spülflüssigkeit und/oder einer Körperflüssigkeit.
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Wenn das erfindungsgemäße Endoskop in Verbindung mit einer kontinuierlichen Zufuhr von Spülflüssigkeit in die Umgebung vor seinem distalen Ende eingesetzt wird, kann der Umgebungstemperatursensor auch in einem Spülflüssigkeitsabfuhrkanal oder am Außenumfang des Endoskops angeordnet sein und in bzw. an diesem die Fluidtemperatur des Fluids in der Umgebung vor dem distalen Ende des Endoskops indirekt über die Temperatur der aus dieser Umgebung ablaufenden Spülflüssigkeit erfassen.
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Konkret kann der Umgebungstemperatursensor beispielsweise ein Thermoelement, einen PTC-Widerstand oder einen faseroptischen Temperatursensor umfassen. Vorzugsweise ist der Umgebungstemperatursensor von dem restliche Endoskop thermisch isoliert, beispielsweise durch eine rückwärtige Einbettung in ein thermisch isolierendes Material.
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Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Endoskop ein Lichtleiterfaserbündel als Bildleiter umfassen, der von seinem distalen Ende bis zu seinem proximalen Ende führt. Wie bei modernen Endoskopen üblich, kann das Endoskop jedoch auch einen Videochip an seinem distalen Ende aufweisen. Diesem Videochip kann in üblicher Weise eine Optik vorgeschaltet sein.
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Konkret kann das Endoskop ein Ureterorenoskop für die Diagnose oder die therapeutische Koagulation oder Verdampfung von Gewebe oder den Einsatz beim Zertrümmern von Harnsteinen sein. Das Endoskop kann aber auch beispielsweise ein Nephroskop, ein Hysteroskop, ein Zystoskop oder ein Resektoskop sein. Das Endoskop kann flexibel oder starr sein.
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Bei einer erfindungsgemäßen Laservorrichtung mit einem Laser, mit einer Steuerung für den Laser, mit einem erfindungsgemäßen Endoskop, mit dem in das Endoskop integrierten oder einem in den Arbeitskanal des Endoskops eingeführten oder einführbaren Lichtleiter, der an den Laser angeschlossen ist, ist der Umgebungstemperatursensor des erfindungsgemäßen Endoskops an die Steuerung angeschlossen oder anschließbar, die den Laser abhängig von der mit dem Umgebungstemperatursensor erfassten Fluidtemperatur steuert. Die Steuerung kann damit insbesondere automatisch verhindern, dass die Fluidtemperatur einen eingestellten Grenzwert überschreitet, ab dem eine Gefahr von ungewollten Gewebeschädigungen besteht.
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In einer anderen mit der vorherigen Ausführungsform kombinierbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laservorrichtung mit einem Laser, mit einer Pumpe für eine Spülflüssigkeit, mit einer Steuerung für die Pumpe, mit einem erfindungsgemäßen Endoskop, mit dem in das Endoskop integrierten oder einem in den Arbeitskanal des Endoskops eingeführten oder einführbaren Lichtleiter, der an den Laser angeschlossen oder anschließbar ist, wobei der Spülflüssigkeitzufuhrkanal des Endoskops oder eine anderer Spülflüssigkeitszuleitung an die Pumpe angeschlossen ist, ist der Umgebungstemperatursensor des Endoskops an die Steuerung angeschlossen oder anschließbar, und wobei die Steuerung steuert die Pumpe abhängig von der mit dem Umgebungstemperaursensor erfassten Fluidtemperatur. Das Steuern der Pumpe kann auf das Einhalten eines bestimmten Grenzwert durch die Fluidtemperatur abzielen.
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In noch einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laservorrichtung mit einem Laser, mit einem erfindungsgemäßen Endoskop und mit dem in das Endoskop integrierten oder einem in den Arbeitskanal des Endoskops eingeführten oder einführbaren Lichtleiter, der an den Laser angeschlossen ist, ist der Umgebungstemperatursensor des Endoskops an eine Anzeigevorrichtung angeschlossen, die die mit dem Umgebungstemperatursensor erfasste Fluidtemperatur anzeigt. Dies ermöglicht es dem Operateur oder seinen Hilfskräften, die Fluidtemperatur zu beobachten und manuell zu begrenzen. Dabei ist es hilfreich, wenn die Anzeigeeinrichtung ein Warnsignal ausgibt, wenn die mit dem Umgebungstemperatursensor erfasste Fluidtemperatur einen eingestellten Grenzwert überschreitet. Dieser Grenzwert kann ebenso wie der Grenzwert, den eine automatische Steuerung des Lasers und/oder der Pumpe einhält, beispielsweise auf nicht mehr als 42 °C eingestellt werden. Dabei kann ein vorübergehendes Überschreiten dieses Grenzwerts zugelassen werden, wie es zum Koagulieren oder Verdampfen von Gewebe benötigt wird, das aber schnell abklingen muss, um keine ungewollten thermischen Gewebeschädigungen von anderem Gewebe in der Umgebung vor dem distalen Ende des Endoskops hervorzurufen.
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Wenn das erfindungsgemäße Endoskop einen Videochip an seinem distalen Ende aufweist, kann dieser an einen Bildschirm der Anzeigeeinrichtung angeschlossen sein, die auch die mit dem Umgebungstemperatursensor erfasste Fluidtemperatur anzeigt. Konkret kann diese Fluidtemperatur in das auf dem Bildschirm angezeigte Bild eingeblendet werden.
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Der Laser der erfindungsgemäßen Laservorrichtung ist insbesondere dazu geeignet, Laserlicht in den Lichtleiter einzukoppeln. Dabei kann das Laserlicht sowohl kontinuierlich als auch gepulst oder in einer Mischform aus beidem abgegeben werden, beispielsweise um einen zu zertrümmernden Harnstein punktuell so zu erhitzen, dass er aufgrund von thermischen Spannungen und/oder dem lokalen Verdampfen von Kristallwasser zerkleinert wird oder um Gewebe gezielt zu koagulieren oder zu verdampfen. Insbesondere handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Laservorrichtung also um eine Laserlithotripsievorrichtung und/oder um eine Laservorrichtung zum gezielten Koagulieren und Verdampfen von Gewebe, speziell eine Resektions- oder Ablationsvorrichtung.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Schutzansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Schutzansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Schutzansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Schutzansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Arbeitskanal die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Arbeitskanal, zwei Arbeitskanäle oder mehr Arbeitskanäle vorhanden sind. Die in den Schutzansprüchen genannten Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die das jeweilige Erzeugnis aufweist.
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Die in den Schutzansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Schutzansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Schutzansprüche leichter verständlich zu machen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
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1 illustriert schematisch eine erfindungsgemäße Laservorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Endoskop.
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2 ist eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Endoskops gemäß 1.
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3 ist eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Endoskops, und
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4 ist eine Vorderansicht des distalen Endes des Endoskops gemäß 3.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt sehr schematisch eine Laservorrichtung 1, konkret eine Laserlithotripsievorrichtung 2 mit einem Laser 3, mit einem an den Laser 3 angeschlossenen Lichtleiter 4 für Laserlicht, mit einem Endoskop 5, in das der Lichtleiter 4 bis an sein distales Ende 6 eingeführt ist, mit einer Steuerung 7 für den Laser 3 und mit einer einen Bildschirm 9 umfassenden Anzeigeeinrichtung 8. Von dem Endoskop 5, bei dem es sich hier um ein flexibles Ureterorenoskop handelt, ist hier nur ein an sein distales Ende 6 angrenzender Bereich in starker Vergrößerung gegenüber den anderen Teilen der Laservorrichtung 1 dargestellt.
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Die Vorderansicht des distalen Endes 6 des Endoskops 5 gemäß 2 zeigt einen Arbeitskanal 10, in den der Lichtleiter 4, der in der Regel auf einer lichtleitenden Faser basiert, eingeführt ist. Darunter befindet sich eine Optik 11 mit einem dahinterliegenden Videochip 12, um die vor dem distalen Ende 6 liegende Umgebung des Endoskops 5 optisch zu erfassen. Die Beleuchtung dieser Umgebung erfolgt über zwei Lichtquellen 13 in Form von Lichtleiterenden 14 oder kleinen LEDs. Weiterhin ist an dem distalen Ende 6 ein Umgebungstemperatursensor 15 vorgesehen, der die Fluidtemperatur eines Fluids in einer vor dem distalen Ende des Endoskops 5 liegenden Umgebung 16 erfasst. In dieser Umgebung 16 tritt eine Erhöhung der Fluidtemperatur durch aus dem Lichtleiter 4 austretendes Laserlicht auf, selbst wenn mit diesem Laserlicht gar keine Erhöhung der Fluidtemperatur der Gesamtheit des Fluids in der Umgebung 16 beabsichtigt ist. Wenn die Erhöhung der Fluidtemperatur in der Umgebung 16 jedoch zu groß ausfällt, besteht die Gefahr von Schädigungen von allem biologischen Material, d. h. Gewebe, das in dieser Umgebung 16 angeordnet ist oder daran angrenzt.
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Um solche ungewollten Schädigungen zu vermeiden, ist der Umgebungstemperatursensor 15 an die Steuerung 7 für den Laser 3 angeschlossen. Dabei verhindert die Steuerung 7 beim Ansteuern des Lasers 3, die die Energie des am distalen Ende 6 aus dem Lichtleiter 4 austretenden Laserlichts bestimmt, dass die von dem Umgebungstemperatursensor 15 erfasste Fluidtemperatur einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Alternativ oder zusätzlich wirkt die Steuerung 7 zu demselben Zweck der Begrenzung der Fluidtemperatur auf eine Pumpe 18 für Spülflüssigkeit 19 ein, die fortlaufend in die Umgebung 16 vor dem distalen Ende 6 des Endoskops 5 zugeführt und daraus wieder abgeführt wird oder abläuft. Zudem wird der tatsächliche Wert der Fluidtemperatur innerhalb des mit dem Videochip 12 aufgezeichneten Bilds der Umgebung auf dem Bildschirm 9 angezeigt. Weiterhin kann die Anzeigevorrichtung 8 ein Warnsignal ausgeben, wenn sich die Fluidtemperatur an den eingestellten Grenzwert annähert, um dem Operateur anzuzeigen, dass die Steuerung 7 in Kürze die Energie des Laserlichts begrenzen wird.
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Das in 3 und 4 in Form seines an das distale Ende 6 angrenzenden distalen Bereichs skizzierte Endoskop 5 ist ein starres Resektoskop. Dieses weist innerhalb eines Außenrohrs 23 ein Innenrohr 22 und in dem Innenrohr 22 einen Katheter 21 auf. In den Katheter 21 ist die Lichtleiter 4 ebenso integriert wie die Optik 11 mit dem dahinterliegenden Videochip 12 und die Lichtquellen 13. Auf die Lichtquellen 13 kann verzichtet werden, wenn das aus dem Lichtleiter 4 austretende Laserlicht sichtbar ist oder zusätzliches sichtbares Laserlicht durch den Lichtleiter 4 in die Umgebung 16 ausgekoppelt wird. Der Arbeitskanal 10 in dem Innenrohr 22 wird durch den Katheter 21 nicht ausgefüllt, so dass ein ringförmiger Spülflüssigkeitzufuhrkanal 17 für die Spülflüssigkeit 19 verbleibt. Zumindest proximal zu dem distalen Ende 6 des Endoskops 5 füllt auch das Innenrohr 22 das Außenrohr 23 nicht vollständig aus, sondern belässt einen ringförmigen Spülflüssigkeitabfuhrkanal 20. In diesen Spülflüssigkeitabfuhrkanal 20 tritt die Spülflüssigkeit 19 über Öffnungen 24 im Außenumfang des Außenrohrs 23 ein. Wenn das Innenrohr 22 wie hier dargestellt auch am distalen Ende 6 des Endoskops 5 das Außenrohr 23 nicht vollständig ausfüllt, verbleibt der Spülflüssigkeitabfuhrkanal 20 auch dazwischen. Der Umgebungstemperatursensor 15 ist hier in dem Spülflüssigkeitabfuhrkanal 20 angeordnet und erfasst darin die Temperatur der Spülflüssigkeit 19. Damit erfasst der Umgebungstemperatursensor 15 die Fluidtemperatur des Fluids, d. h. der Spülflüssigkeit 19, in der Umgebung 16 vor dem distalen Ende 6 des Endoskops hier indirekt, weil die Spülflüssigkeit, deren Temperatur er direkt erfasst, aus dieser Umgebung 16 stammt. Die von dem Umgebungstemperatursensor 15 erfasst Fluidtemperatur kann auch hier wie in 1 skizziert für die Steuerung eines Lasers, an den der Lichtleiter 4 angeschlossen ist und/oder einer Pumpe für die Spülflüssigkeit 19 verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laservorrichtung
- 2
- Laserlithotripsievorrichtung
- 3
- Laser
- 4
- Lichtleiter
- 5
- Endoskop
- 6
- distales Ende
- 7
- Steuerung
- 8
- Anzeigevorrichtung
- 9
- Bildschirm
- 10
- Arbeitskanal
- 11
- Optik
- 12
- Videochip
- 13
- Lichtquelle
- 14
- Lichtleiter
- 15
- Umgebungstemperatursensor
- 16
- Umgebung
- 17
- Spülflüssigkeitzufuhrkanal
- 18
- Pumpe
- 19
- Spülflüssigkeit
- 20
- Spülflüssigkeitabfuhrkanal
- 21
- Katheter
- 22
- Innenrohr
- 23
- Außenrohr
- 24
- Öffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0697837 B1 [0005, 0005]
- DE 19637963 A1 [0006]
