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Die Erfindung betrifft eine Steckereinheit eines Videoendoskops.
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Videoendoskope werden in der modernen Medizin verwendet, um schwer zugängliche Körperhöhlen eines Patienten zu untersuchen. Dazu weisen sie einen langgestreckten Schaft auf, welcher durch eine natürliche oder chirurgisch erzeugte Öffnung in die zu untersuchende Körperhöhle eingeführt wird. Je nach Anwendungsfall kann der Schaft starr oder flexibel ausgeführt sein.
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Am distalen Ende des Schafts ist ein Objektiv angeordnet, welches ein Bild der zu untersuchenden Körperhöhle erzeugt. Dieses Bild wird mittels eines Videochips in elektronische Signale umgesetzt, welche über Signalleitungen aus dem Videoendoskop zu einem Steuergerät geleitet werden können, in welchem die Videosignale weiterverarbeitet werden, um beispielsweise auf einem Monitor dargestellt zu werden. Die Signalleitungen sind üblicherweise in einem Signalkabel geführt, welches das Videoendoskop mit dem Steuergerät verbindet.
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Während das Videoendoskop direkt am Patienten eingesetzt wird und daher nach jedem Einsatz sterilisiert werden muss, befindet sich das Steuergerät in der Regel im unsterilen Bereich eines Untersuchungs- oder Behandlungsraums, und wird daher weniger aufwendig gereinigt. Um das Videoendoskop für die Aufbereitung von dem Steuergerät trennen zu können, ist das Signalkabel an seinem vom Videoendoskop entfernten Ende mit einer Steckereinheit versehen, die mit einer komplementären Steckereinheit an dem Steuergerät verbunden werden kann.
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Die Steckereinheit weist in der Regel einem distalen Abschnitt auf, welcher ein von dem Videoendoskop ausgehendes Signalkabel aufnimmt, wobei das Signalkabel einen Hüllschlauch und eine Mehrzahl von in dem Hüllschlauch angeordneten Signalleitungen umfasst. Weiterhin weist die Steckereinheit einen proximalen Abschnitt auf, in welchem ein Leiterbahnträger aufgenommen ist, auf dem eine Mehrzahl von Kontaktelementen angeordnet ist. Zwischen dem distalen Abschnitt und dem proximalen Abschnitt erstreckt sich ein mittlerer Abschnitt, durch welchen die Mehrzahl von Signalleitungen von dem distalen Abschnitt in den proximalen Abschnitt geführt ist.
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Bei der Montage der Steckereinheit müssen die Signalleitungen mit einer passenden Lände konfektioniert werden, um mit dem Leiterbahnträger verbunden zu werden. Dadurch steht im Servicefall jedoch keine Längenreserve der Signalleitungen zur Verfügung, um diese abzulängen und neu mit dem Leiterbahnträger, oder beispielsweise mit einem ausgetauschten Leiterbahnträger, zu verbinden. Somit ist es oftmals erforderlich, die Signalleitungen komplett auszutauschen, wenn eine Reparatur der Steckereinheit notwendig ist.
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Es besteht daher eine Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Steckereinheit bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Steckereinheit eines Videoendoskops, mit einem distalen Abschnitt, welcher ein von dem Videoendoskop ausgehendes Signalkabel aufnimmt, wobei das Signalkabel einen Hüllschlauch und eine Mehrzahl von in dem Hüllschlauch angeordneten Signalleitungen umfasst; einem proximalen Abschnitt, in welchem ein Leiterbahnträger aufgenommen ist, auf dem eine Mehrzahl von Kontaktelementen angeordnet ist; und einem mittleren Abschnitt, durch welchen die Mehrzahl von Signalleitungen von dem distalen Abschnitt in den proximalen Abschnitt geführt ist;
wobei der mittlere Abschnitt einen Speicherraum umfasst, in welchem die Signalleitungen entlang eines Leitungsweges verlegt oder verlegbar sind, welcher wenigstens die doppelte Länge aufweist wie ein kürzester, von dem distalen Abschnitt in den proximalen Abschnitt verlaufender Leitungsweg. Im Servicefall ist es bei einer erfindungsgemäßen Steckereinheit möglich, die Signalleitungen von dem Leiterbahnträger zu trennen und neu zu konfektionieren, wobei die durch die Neukonfektionierung reduzierte Länge der Signalleitungen durch eine Verkürzung des Leitungswegs in dem Speicherraum kompensiert werden kann.
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Der Leitungsweg kann bei der Herstellung der Steckereinheit ausreichend groß ausgeführt werden, um mehrere Serviceeingriffe zu ermöglichen, ohne dass die Signalleitungen komplett ausgetauscht werden müssen. Dabei kann der Leitungsweg durch den Speicherraum beispielsweise das Drei-, Vier,- Fünf- oder gar Zehnfache des kürzesten Leitungswegs betragen.
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Zwischen dem distalen Abschnitt und dem mittleren Abschnitt der Steckereinheit kann eine Dichtung vorgesehen sein, durch welche die Signalleitungen geführt sind. Die Dichtung kann verhindern, dass Feuchtigkeit oder Verunreinigungen aus der Steckereinheit in den Hüllschlauch des Signalkabels eindringen.
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Distal von der Dichtung kann dabei ein Rückschlagventil vorgesehen sein, welches die Entlüftung eines Innenraums des Hüllschlauchs in Richtung in Richtung der Umgebung ermöglicht. Eine solche Entlüftung kann erforderlich sein, da das Videoendoskop zusammen mit dem Signalkabel und der Steckereinheit bei der Aufbereitung erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Ein sich hierbei innerhalb des Hüllschlauchs aufbauender Überdruck wird dabei durch das Rückschlagventil entlüftet, ohne den Hüllschlauch oder die Dichtung beschädigen. Das Rückschlagventil kann als einfaches Elastomerventil ausgeführt sein, beispielsweise als ein sogenanntes „Duckbill“- oder „Entenschnabel“-Ventil.
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Der distale Abschnitt der Steckereinheit kann eine distale Hülse umfassen, welche den Hüllschlauch und ggf. die Dichtung und/oder das Rückschlagventil aufnimmt. Die Montage der jeweiligen Komponenten wird dadurch vereinfacht. Der mittlere Abschnitt der Steckereinheit kann eine proximale Hülse umfassen, welche den Speicherraum umgibt, bzw. diesen definiert. Die proximale Hülse kann mit dem proximalen Abschnitt der Steckereinheit verschraubt sein, und die distale Hülse kann sich in die proximale Hülse erstrecken.
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Die Steckereinheit kann weiterhin eine Knickschutztülle umfassen, welche den distalen Abschnitt und den mittleren Abschnitt übergreift und mit der proximalen Hülse oder dem proximalen Abschnitt verschraubt ist. Die Knickschutztülle schützt das Signalkabel an der Einmündung in die Steckereinheit, und sichert gleichzeitig die Lage der Abschnitte der Steckereinheit zueinander.
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Zwischen dem mittleren Abschnitt und dem proximalen Abschnitt der Steckereinheit können die Signalleitungen durch eine Ferrule geführt sein, um ihre Lage in der Steckereinheit zu sichern. Die Ferrule kann dabei in einer Aufnahme des proximalen Abschnitts befestigt sein, beispielsweise durch eine Verschraubung.
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Im proximalen Abschnitt der Steckereinheit können die Signalleitungen mit auf dem Leiterbahnträger angeordneten Kontaktpads verbunden sein, welche über Leiterbahnen mit den Kontaktelementen verbunden sind. Die Kontaktpads können auf dem Leiterbahnträger in einer etwa kreissegmentförmigen Anordnung um ein proximales Ende der Ferrule vorgesehen sein, so dass die Signalleitungen mit gleicher Länge durch die Ferrule und dann zu den jeweiligen Kontaktpads geführt werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger exemplarischer Abbildungen näher erläutert. Die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen dabei lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung beitragen, ohne diese einzuschränken.
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Es zeigen:
- 1: ein Videoendoskopsystem,
- 2: eine Steckereinheit eines Videoendoskops,
- 3: eine Schnittdarstellung eines Teils einer Steckereinheit
- 4: eine Detailansicht eines Teils einer Steckereinheit.
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In 1 ist ein Videoendoskopsystem 1 dargestellt. Das Videoendoskopsystem 1 umfasst ein Videoendoskop 2 mit einem Hauptkörper 3, einem Schaft 4, und einer am distalen Ende des Schafts 4 aufgenommenen Videokamera 5. Weiterhin umfasst das Videoendoskopsystem 1 eine Lichtquelle 6 und ein Steuergerät 7, welches auch als Kamera-Kontrolleinheit bezeichnet wird.
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Das Videoendoskop 2 kann über ein kombiniertes Lichtleit- und Signalkabel 10, 11 mit der Lichtquelle 6 und dem Steuergerät 7 verbunden werden. Dazu verläuft ein erster Kabelabschnitt 10 des kombinierten Lichtleit- und Signalkabels 10, 11 vom dem Videoendoskop 2 zu einem Verbindungsstück 12, welches gelichzeitig als Lichtleitstecker zur Verbindung mit der Lichtquelle 6 dient. Ein nicht dargestelltes Lichtleitfaserbündel verläuft von dem Verbindungsstück 12 durch den ersten Kabelabschnitt 10 in den Hauptkörper 3 des Videoendoskops 2, wo es mit ebenfalls nicht dargestellten Lichtleitern im Schaft 4 des Videoendoskops 2 gekoppelt ist. Von diesen Lichtleitern wird Licht der Lichtquelle am distalen Ende des Schafts 4 abgestrahlt, um das Sichtfeld der Videokamera 5 auszuleuchten.
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Signalleitungen, über welche die Videokamera 5 mit Energie versorgt wird und Videosignale zu dem Steuergerät 7 geleitet werden, sind durch den ersten Kabelabschnitt 10 des kombinierten Lichtleit- und Signalkabels 10, 11, durch das Verbindungsstück 12, und durch einen zweiten 11 des kombinierten Lichtleit- und Signalkabels 10, 11 zu einer Steckereinheit 15 geführt, welche mit dem Steuergerät 7 verbunden werden kann.
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Die kombinierte Lichtleit- und Signalkabel 10, 11 sowie das Verbindungsstück 12 sind fest mit dem Videoendoskop 2 verbunden, und müssen nach jeder Verwendung des Videoendoskops 2 zusammen mit diesem aufbereitet werden. Die Aufbereitung umfasst in der Regel eine manuelle und/oder maschinelle Reinigung sowie eine anschließende Sterilisation in einem Autoklav, wobei die Komponenten korrosiven Flüssigkeiten und Gasen sowie hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind. An die Dichtigkeit, Druckfestigkeit und Temperaturbeständigkeit des Videoendoskops 2 und der damit verbundenen Komponenten sind daher hohe Anforderungen zu stellen.
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Die hier interessierende Steckereinheit 15 des Videoendoskops 2 ist in 2 dagestellt. Sie umfasst einen distalen Abschnitt A, einen mittleren Abschnitt B, sowie einen proximalen Abschnitt C. Die Richtungsangaben „proximal“ und „distal“ sind in dabei so zu verstehen, dass die proximale Richtung zum Steuergerät 7 weist, während die distale Richtung zum Videoendoskop 2 weist.
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Der distale Abschnitt A nimmt das proximale Ende des zweiten Kabelabschnitts 11 auf. Der distale Abschnitt A weist dabei eine konische Form auf, welche im Wesentlichen durch eine Knickschutztülle 20 geprägt ist. An den distalen Abschnitt A schließt sich der mittlere Abschnitt B an, welcher eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist. An den mittleren Abschnitt B schließt sich der proximale Abschnitt C an, welcher eine breite und flache Form aufweist. Am proximalen Ende des proximalen Abschnitts befindet sich eine Steckerleiste 30, in welcher eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Steckkontakten (nicht dargestellt) umfasst.
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In 3 ist ein Teil der Steckereinheit 15 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt. Das proximale Ende des zweiten Kabelabschnitts 11 ist im distalen Abschnitt A der Steckereinheit in einer distalen Hülse 50 aufgenommen. Die distale Hülse 50 umfasst an ihrem distalen Ende einen Kragen 51, in welchen der zweite Kabelabschnitt 11 eingeführt ist.
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Der Kragen 51 ist an seinem inneren Durchmesser leicht konisch ausgeführt und nimmt eine Klemmbuchse 55 auf, welche durch eine Schraubkappe 56 in proximaler Richtung verspannt ist. Dadurch wird die Klemmbuchse 55 gegen den Hüllschlauch 61 gepresst, an dessen Innenseite eine Versteifungslage 61 angeordnet ist. Die Versteifungslage 61 kann eine Stahlwendel (nicht dargestellt) umfassen. Der Hüllschlauch wird dadurch fest mit der distalen Hülse 50 verspannt und gleichzeitig abgedichtet.
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An ihrem proximalen Ende weist die distale Hülse 50 einen weiteren Kragen 65 auf, in welchem eine Elastomerdichtung 66 angeordnet ist. Die Signalleitungen 70, welche im Inneren des Hüllschlauchs 60 verlaufen, sind durch die Elastomerdichtung 66 in den mittleren Abschnitt B der Steckereinheit 15 geführt. Eine Schraubhülse 71 ist von proximaler Seite in den Kragen 65 geschraubt und verpresst die Elastomerdichtung 66 gegen den Kragen 65 und die Signalleitungen 70.
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In der distalen Hülse 50 ist weiterhin ein Rückschlagventil 75 in Form eines Entenschnabelventils angeordnet, durch welches ein Überdruck, der bei der Aufbereitung des Videoendoskops 2 innerhalb des kombinierten Lichtleit- und Signalkabels entstehen kann, in die Umgebung entlüftet werden kann.
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An die distale Hülse 50 schließt sich im mittleren Abschnitt B der Steckereinheit 15 eine proximale Hülse 80 an. Die proximale Hülse 80 bildet einen Speicherraum 85, in welchem die Signalleitungen 70 entlang eines verlängerten Leitungswegs geführt werden können, was in der Figur schematisch angedeutet ist. Ein O-Ring 86 dichtet die proximale Hülse 80 gegen die distale Hülse 50 ab.
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Am ihrem proximalen Ende ist die proximale Hülse 80 in das Gehäuse 90 des proximalen Abschnitts C der Steckereinheit 15 eingeschraubt, wobei ein weiterer O-Ring 91 eine Abdichtung herstellt.
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Die Knickschutztülle 20 übergreift von der distalen Seite her die Hülsen 50 und 80 sowie das distale Ende des Gehäuses 90. Ein in der Knickschutztülle 20 vorgesehenes Inlay 95 ist dazu mit der proximalen Hülse 80 verschraubt. Alternativ oder zusätzlich kann die Knickschutztülle 20 auch mit dem Gehäuse 90 verschraubt sein. Ein Metallring 96 am proximalen Ende der Knickschutztülle 20 sorgt für eine saubere Anlage an dem aus einem Kunststoff, beispielsweise PEEK, hergestellten Gehäuse 90.
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Am Übergang zum proximalen Abschnitt C der Steckereinheit 15 sind die Signalleitungen 70 durch eine Ferrule 100 gesichert, die in einer Aufnahmeklammer 101 befestigt ist, beispielsweise durch eine Verschraubung.
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Im proximalen Abschnitt C der Steckereinheit 15 sind die Signalleitungen, in 3 repräsentiert durch eine Signalleitung 70`, mit Lötpads 102 auf einem Leiterbahnträger 105 verlötet. Nicht dargestellte Leiterbahnen des Leiterbahnträgers verbinden die Lötpads 102 mit Kontakten der Steckerleiste 30.
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In 4 ist die Verbindung der Signalleitungen 70, 70`, 70" mit den Lötpads 102, 102`, 102" des Leiterbahnträgers 105 dargestellt. Die Signalleitungen 70 treten als Bündel in die Ferrule 100 ein und werden an deren proximalen Ende vereinzelt als einzelne Signalleitungen 70`, 70" herausgeführt. Auf dem Leiterbahnträger 105 sind mehrere Lötpads 102, 102`, 102" in einer etwa kreissegmentförmigen Anordnung verteilt, so dass die Länge der Signalleitungen 70`, 70" vom Austritt aus der Ferrule 100 bis zu den Lötpads 102, 102" in etwa gleich ist. Die Konfektionierung der Signalleitungen wird dadurch stark vereinfacht.
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Die Ferrule 100 ist über Schrauben 110 mit der Aufnahmeklammer 101 verschraubt. Dabei kann die Ferrule 100 leicht komprimiert werden, um die Signalleitungen 70, 70`, 70" zu fixieren.
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Wenn im Servicefall die Steckereinheit 15 des Videoendoskops 2 demontiert werden muss, so müssen die Signalleitungen 70, 70`, 70" von den Lötpads 102, 102`, 102" getrennt werden. Dies führt in der Regel zu einer so starken thermischen oder mechanischen Schädigung der Enden der Signalleitungen 70, 70`, 70", dass diese eingekürzt und neu konfektioniert werden müssen. Dazu kann der Leitungsweg der Signalleitungen 70 in dem Speicherraum 85 etwas verkürzt werden, um den Längenverlust zu kompensieren.
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Bei der Erstmontage des Videoendoskops wird dazu im Speicherraum 85 ein Leitungsvorrat angelegt, wobei die Signalleitungen 70, 70`, 70" im Speicherraum in Mäandern oder in einer schraubenförmigen Bahn verlegt werden. Dabei kann der Leitungsweg das zwei, drei- vier-, fünf- oder zehnfache des kürzesten Leitungswegs, also des Abstands zwischen der Elastomerdichtung 66 und der Ferrule 100, betragen.
