DE4238977A1 - Vorrichtung zur Beleuchtung und Inspektion von Hohl- und Zwischenräumen - Google Patents
Vorrichtung zur Beleuchtung und Inspektion von Hohl- und ZwischenräumenInfo
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- H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beleuchtung und
Inspektion von Hohl- und Zwischenräumen, insbesondere ein
Endoskop, mit einem Optikträger, der zumindest in seinem, dem
Sichtfeld zugewandten Teilbereich stabförmig ausgebildet ist,
sowie mit einer im wesentlichen rohrförmigen und den
Optikträger in Gebrauchsstellung umhüllenden
Beleuchtungseinheit, die zumindest in einem Teilbereich ihres
Querschnittes lichtleitend ausgebildet ist oder
Lichtleitfasern aufweist und die an ihrem, dem Sichtfeld
abgewandten Endbereich eine Licht-Kupplungs- und Trennstelle
zum Verbinden der Beleuchtungseinheit mit einer Lichtquelle
hat, wobei die Beleuchtungseinheit von der dem Sichtfeld
zugewandten Seite des Optikträgers aus auf diesen zumindest
bereichsweise aufschiebbar und mit der Vorrichtung lösbar
kuppelbar ist.
Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise als medizinisch-
optische Hilfsmittel in Form von Endoskopen eingesetzt, um bei
Untersuchungen und Operationen in das Körperinnere eines
Patienten einsehen -, die durch Gasinsufflation eventuell noch
erweiterten Hohlräume ausleuchten und darin die erforderlichen
medizinischen Eingriffe visuell kontrollieren zu können.
Vorbekannte Endoskope, die beispielsweise mittels einer
äußeren Trokarhülse durch die Bauchdecke in das Körperinnere
des Patienten eingeführt werden, weisen in ihrem dem
Operations- oder Sichtfeld zugewandten und in das Körperinnere
einzuführenden stabförmigen Teilbereich ein Linsensystem auf,
dem am gegenüberliegenden Endbereich des Endoskops ein Okular
zugeordnet ist. Um das Körperinnere ausleuchten zu können, ist
meist konzentrisch um den stabförmigen Teilbereich der Optik
ein ringförmiger Lichtleiter angeordnet, der aus einer
Vielzahl einzelner Lichtleitfasern besteht.
Diese Lichtleitfasern sind dann im Bereich ihrer dem Sichtfeld
zugewandten Lichtaustrittsstellen etwa gleichmäßig über den
Umfang des Endoskops angeordnet und miteinander verklebt. Im
Bereich des Okulars werden die Lichtleitfasern in einem
Anschlußstutzen zusammengeführt, der als Licht-Kupplungs- und
Trennstelle seitlich und quer zur Längserstreckung des
vorbekannten Endoskops angeordnet ist. Dieser Anschlußstutzen
ist mit einer Lichtleitung lösbar kuppelbar, die zu einer
Bogenlampe oder dergleichen Lichtquelle führt.
Vor einem erneuten Gebrauch der vorbekannten Endoskope müssen
diese nach jeder Operation stets in einem Autoklaven
sterilisiert werden. Dabei werden die Endoskope einer
Temperatur von etwa 134 Grad Celsius ausgesetzt und häufig
anschließend auch abgeschreckt. Der im Autoklaven erzeugte
Wasserdampf kann nach und nach die im Bereich der
Lichtaustrittsstellen vorgesehene Verklebung der
Lichtleitfasern angreifen und dort in die Zwischenräume
zwischen den Fasern sowie in den Bereich des stabförmigen
Linsensystems eindringen, was die Verwendbarkeit dieser
Endoskope nach mehrmaligem Gebrauch zunehmend beeinträchtigt.
Die mit der Sterilisation verbundenen Verschleißerscheinungen
lassen sich auch bei solchen Endoskopen nicht vermeiden, die
an ihrem dem Sichtfeld zugewandten Ende ein durchsichtiges
gläsernes Fenster zum Schutz der dahinter angeordneten
Lichtleitfasern sowie des Linsensystems aufweisen.
Herkömmliche Endoskope müssen daher häufig bereits nach etwa
50 Anwendungen ersetzt werden.
Aus dem Gebrauchsmuster DE-GM 88 14 573.5 kennt man bereits
ein Endoskop der eingangs erwähnten Art, welches einen als
Beobachtungsbaugruppe ausgebildeten und mit Okular- und
Linsensystem versehenen Optikträger sowie eine separate
Beleuchtungseinheit aufweist. Dabei ist die im wesentlichen
rohrförmige Beleuchtungseinheit auf den stabförmigen und dem
Sichtfeld zugewandten Teilbereich des Optikträgers
aufschiebbar und mit der Vorrichtung lösbar kuppelbar, so daß
in Gebrauchsstellung die rohrförmige Beleuchtungseinheit den
stabförmigen Teilbereich des Optikträgers praktisch umhüllt.
Die in ihrem Querschnitt lichtleitende Beleuchtungseinheit
weist an ihrem dem Sichtfeld abgewandten Endbereich eine als
Anschlußstutzen ausgebildete Licht-Kupplungs- und Trennstelle
auf, die über eine Lichtleitung mit einer Lichtquelle
verbindbar ist. Die separate Ausgestaltung von Optikträger und
Beleuchtungseinheit erlaubt es, bei einer Beschädigung dieses
Endoskops lediglich die betroffene Funktionseinheit
auszutauschen, was die Servicefreundlichkeit und die
Anwendungsbreite dieser vorbekannten Vorrichtung begünstigt.
Zudem kann der zwischen der Beleuchtungseinheit und dem
Optikträger verbleibende und endseitig offene Spalt als
Absaug- und Spülkanal benutzt werden. Doch wird auch durch
diese Ausgestaltung des aus dem DE-GM 88 14 573.5 vorbekannten
Endoskops ein Verschleiß insbesondere seiner Optik während der
Sterilisationsprozesse nicht vermieden. Zudem ist die
Bündelung der über den Querschnitt der Beleuchtungseinheit
verteilten Lichtleitfasern in einem quer zur Längserstreckung
des Endoskops angeordneten Anschlußstutzen vergleichsweise
aufwendig.
Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die
aufwendigen Funktionseinheiten und insbesondere die Optik
viele Male eingesetzt werden können.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der
Vorrichtung der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß
die rohrförmige Beleuchtungseinheit eine den Optikträger
zumindest in einem Teilbereich seiner Längserstreckung dicht
umschließende Umhüllung bildet, daß die Beleuchtungseinheit
dazu an ihrer dem Sichtfeld zugewandten Seite einen zumindest
bereichsweise lichtdurchlässigen, durchsichtigen Abschluß
aufweist und daß die Beleuchtungseinheit an ihrer dem
Sichtfeld abgewandten Stirnseite eine in einer
Querschnittsebene befindliche Licht-Kupplungs- und Trennstelle
hat.
Die von der dem Sichtfeld zugewandten Seite des Optikträgers
aus auf diesen bereichsweise aufschiebbare Beleuchtungseinheit
bildet eine Umhüllung, die den Optikträger dicht und steril
umschließt. Da die Beleuchtungseinheit dazu an ihrer dem
Sichtfeld zugewandten Seite einen strahlungsdurchlässigen
Abschluß aufweist, der den in das Körperinnere des Patienten
einschiebbaren Endbereich der Beleuchtungseinheit dicht
umschließt, können Keime und andere Verunreinigungen von
diesem Endbereich aus nicht in einen zwischen
Beleuchtungseinheit und Optikträger eventuell verbleibenden
Zwischenraum einwandern oder von dort in das Körperinnere des
Patienten eindringen. Somit muß nach einer Operation
allenfalls die eine sterile Umhüllung bildende
Beleuchtungseinheit im Autoklaven sterilisiert werden, während
für den separaten Optikträger der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ein Sterilisations- oder Reinigungsprozeß gewählt
werden kann, der das optische System auch langfristig weniger
verschleißt. Da die Licht-Kupplungs- und Trennstelle in einer
Querschnittsebene an der dem Sichtfeld abgewandten Stirnseite
der Beleuchtungseinheit vorgesehen ist und sich nicht in einem
quer zur Längserstreckung der Vorrichtung angeordneten
Anschlußstutzen befindet, ist die Beleuchtungseinheit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung mit derart geringem Aufwand
herstellbar, daß sie auch als ein zum Einmal-Gebrauch
vorgesehenes Austauschteil vorteilhaft eingesetzt werden kann.
Zweckmäßig ist es, wenn der Optikträger eine Lichtleitung
aufweist, die an ihrem einen, vorzugsweise als Beleuchtungs-
Anschlußstutzen ausgebildeten Leitungsende mit einer
Lichtquelle verbindbar oder verbunden ist und die an ihrem
anderen Leitungsende über die Licht-Kupplungs- und Trennstelle
mit dem lichtleitenden Querschnittsbereich oder den
Lichtleitfasern der Beleuchtungseinheit kuppelbar ist. Bei
einer solchen Ausführungsform ist der beispielsweise quer zur
Längserstreckung der Vorrichtung angeordnete und mit einem
dementsprechend hohen Herstellungsaufwand verbundene
Beleuchtungs-Anschlußstutzen an dem viele Male einsetzbaren
Optikträger vorgesehen, während die eventuell auch nur zum
Einmal-Gebrauch bestimmte Beleuchtungseinheit eine in einer
vorzugsweise radialen Querschnittsebene stirnseitig
angeordnete und dort mit vergleichsweise geringem Aufwand
herstellbare Licht-Kupplungs- und Trennstelle aufweist. Bei
entsprechender Ausgestaltung des Beleuchtungs-Anschlußstutzens
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit herkömmlichen
Lichtleitungen verbunden und mit üblichen Lichtquellen
betrieben werden.
Eine besonders vorteilhafte und mit geringem Aufwand
herstellbare Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor,
daß der lichtleitende Querschnittsbereich oder die
Lichtleitfasern der Beleuchtungseinheit einerseits und die
Lichtleitung des Optikträgers andererseits mit ihren im
Bereich der Lichtkupplungsstelle vorgesehenen Enden in
Gebrauchsstellung etwa miteinander fluchten, vorzugsweise
flächig aufeinander aufliegen und daß diese einander
zugewandten Enden jeweils insbesondere als optischer
Schleifring ausgebildet sind.
Um im Bereich der Licht-Kupplungs- und Trennstelle die
Lichtleitung des Optikträgers einerseits und den
lichtleitenden Querschnittsbereich der Beleuchtungseinheit
andererseits auf einfache Weise miteinander in Fluchtrichtung
bringen und diese beiden Funktionseinheiten lösbar miteinander
verbinden zu können, ist es vorteilhaft, wenn die
Beleuchtungseinheit und der Optikträger relativ zueinander
verdrehbar oder mittels einer positionierenden Kupplung lösbar
miteinander kuppelbar oder verrastbar sind.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der in das
Körperinnere einzuführende Teilbereich von der
Beleuchtungseinheit dicht und steril umhüllt. Deshalb muß
vor allem die Beleuchtungseinheit, nicht aber der Optikträger
mit seinen empfindlichen optischen Systemen, zumindest vor der
erster Anwendung und bei einem mehrfachen Gebrauch nach jeder
Operation, ausreichend sterilisiert und gereinigt werden. Um
die Sterilität der Vorrichtung zu gewährleisten und um dem
Operationspersonal eine sterile und sichere Handhabung der
Vorrichtung an dem über die Beleuchtungseinheit nach außen
überstehenden Teilbereich des Optikträgers zu ermöglichen, ist
es zweckmäßig, wenn die Beleuchtungseinheit an ihrem dem
Sichtfeld abgewandten Endbereich mit einem insbesondere
strumpfartigen Aufnahmeteil zur zumindest bereichsweisen
Aufnahme des dem Sichtfeld abgewandten Endbereiches des
Optikträgers verbunden ist und wenn dieses Aufnahmeteil
vorzugsweise aus einem elastischen Material besteht. Ist die
Sterilität des Aufnahmeteils an seiner Außenseite
gewährleistet, so kann darin der eventuell nicht in gleichem
Maße sterilisierte, nach außen überstehende Endbereich des
Optikträgers mit eventuell angekoppelter Kamera geschützt
untergebracht und die gesamte Vorrichtung am Aufnahmeteil
steril und sicher vom Operationspersonal gehandhabt werden. Um
sich dabei an den nach außen überstehenden Endbereich des
Optikträgers formangepaßt anlegen zu können, ist es besonders
zweckmäßig, wenn das Aufnahmeteil aus einem elastischen
Material besteht.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor,
daß die Beleuchtungseinheit in einem Teilbereich ihrer
Längserstreckung über ihren gesamten Umfang mit dem
Aufnahmeteil verklebt oder dergleichen fest und unlösbar
verbunden ist, so daß die Beleuchtungseinheit und das
Aufnahmeteil insoweit eine fest zusammenhängende, sterile und
dichte Funktionseinheit bilden.
Eine vorteilhafte und in der Ausleuchtung des Operations- oder
Sichtfeldes besonders leistungsfähige Ausführungsform gemäß
der Erfindung sieht vor, daß die Beleuchtungseinheit einen
rohrförmigen Mantel hat, in dem zur Lichtübertragung eine
Vielzahl von Lichtleitfasern eingebettet oder dergleichen
angeordnet sind und daß die Lichtleitfasern zumindest im
Bereich ihrer Lichtaustrittsstellen gleichmäßig oder in
Gruppen über den Mantel der Beleuchtungseinheit verteilt sind.
Dabei können die Lichtaustrittsstellen der Lichtleitfasern
einzeln oder gruppenweise einen unterschiedlichen Licht-
Abstrahlwinkel haben, um besonderen Beleuchtungsanforderungen
im Bereich des Sichtfeldes Rechnung zu tragen.
Eine andere, besonders einfach herzustellende Ausführungsform
gemäß der Erfindung sieht vor, daß die Beleuchtungseinheit
einen Mantel aus Acrylglas oder dergleichen lichtleitendem
Material aufweist und daß dieser Mantel an seiner inneren
und/oder äußeren Umfangsfläche eine lichtundurchlässige,
insbesondere in das Mantelinnere reflektierende Beschichtung
oder Umhüllung trägt. Bei dieser Ausführungsform kann das in
die Beleuchtungseinheit eingeleitete und über das
lichtleitende Mantel-Material geführte Licht an dem dem
Sichtfeld zugewandten Stirnende der Beleuchtungseinheit
austreten, während die stirnseitige Querschnittsfläche am
gegenüberliegenden Endbereich dieser Beleuchtungseinheit als
Licht-Kupplungs- und Trennstelle dient.
Um an dem dem Sichtfeld zugewandten Ende der rohrförmigen
Beleuchtungseinheit das Rohrinnere auf einfache Weise
gegenüber der Umgebung abdichten zu können, ist es
vorteilhaft, wenn der Abschluß der Beleuchtungseinheit als
durchsichtige optische Abschlußplatte ausgebildet ist, die
vorzugsweise an der inneren Mantelfläche mit der
Beleuchtungseinheit dicht und insbesondere unlösbar verbunden
ist. Diese optische Abschlußplatte schützt somit den in das
Rohrinnere der Beleuchtungseinheit einschiebbaren Optikträger,
während die eventuell an dem dem Sichtfeld zugewandten und die
Abschlußplatte umgreifenden Stirnende vorgesehenen
Lichtaustrittsstellen der Beleuchtungseinheit von der
Abschlußplatte freigehalten sind.
Nach einer Ausführungsform gemäß der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Optikträger zur visuellen Beobachtung des Sichtfeldes
an seinem dem Sichtfeld abgewandten Endbereich ein Okular
aufweist.
Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht
demgegenüber vor, daß der Optikträger als TV-Sonde ausgebildet
ist, die vorzugsweise einen CCD-Imager oder dergleichen
elektronisches Bilderfassungselement aufweist. Dabei kann das
Bilderfassungselement beispielsweise an dem dem Sichtfeld
zugewandten Ende des Optikträgers und die zugehörige
Elektronik im gegenüberliegenden, gegebenenfalls mit einer
entsprechenden Querschnittserweiterung ausgebildeten
Endbereich des Optikträgers angeordnet sein. Gerade die
elektronischen Bauelemente eines als TV-Sonde ausgebildeten
Optikträgers können die im Autoklaven zur Sterilisation
erzeugten hohen Temperaturen langfristig nicht aushalten. Da
aber bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die
Beleuchtungseinheit separat von dem Optikträger gereinigt
werden kann und letzterer nicht im selben Maße sterilisiert
werden muß, kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung für
jede dieser beiden Funktionseinheiten ein geeignetes
Sterilisations- und/oder Reinigungsverfahren gewählt werden.
Um eine möglichst gute und umfassende Inspektion des
Operations- und Sichtfeldes beispielsweise im Körperinneren
des Patienten zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn der
Optikträger vorzugsweise in seinem stabförmigen Teilbereich
ein dem Okular oder dem elektronischen Bilderfassungselement
vorgeschaltetes Objektiv-Linsensystem, zum Beispiel ein
achromatisches Linsensystem oder ein Stablinsen-System,
aufweist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Vorrichtung als starres Endoskop,
vorzugsweise als Laparoskop, Arthroskop oder Uroskop,
ausgebildet ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in
Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die
einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei
einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.
Es zeigt in schematischer Darstellung sowie in
unterschiedlichen Maßstäben:
Fig. 1 eine als Endoskop ausgebildete Vorrichtung zur
Beleuchtung und visuellen Inspektion von Hohl- und
Zwischenräumen, die einen Optikträger (Fig. 1a)
sowie eine darauf bereichsweise aufschiebbare
Beleuchtungseinheit (Fig. 1b) aufweist; dabei zeigt
die Draufsicht in Fig. 1c das als optischer
Schleifring ausgebildete Ende einer im Optikträger
vorgesehenen Lichtleitung im Bereich einer zwischen
dem Optikträger und der Beleuchtungseinheit
vorgesehenen Licht-Kupplungs- und Trennstelle,
Fig. 2 eine Vorrichtung, ähnlich der aus Fig. 1, die hier
jedoch als TV-Sonde ausgebildet ist; dabei ist am
distalen Ende ihres Optikträgers ein CCD-Imager oder
dergleichen Bilderfassungselement vorgesehen, während
der proximale, in seinem Querschnitt erweiterte
Endbereich des Optikträgers zumindest einen Teil der
für die TV-Sonde benötigten Elektronik trägt,
Fig. 3 eine Beleuchtungseinheit, ähnlich wie in Fig. 1b und
2b, in einer Seitenansicht und
Fig. 4 das distale, dem Sichtfeld der Vorrichtung zugewandte
Ende einer Beleuchtungseinheit, wobei die endseitige
Stirnfläche schräg zur Längserstreckung der
Beleuchtungseinheit angeordnet ist.
In Fig. 1a ist der Optikträger 1 einer Vorrichtung
dargestellt, die als Endoskop ausgebildet ist und mit deren
Hilfe die während Untersuchungen oder Operationen im
Körperinneren eines Patienten vorgenommenen medizinischen
Eingriffe beobachtet werden können. Zur visuellen Beobachtung
des Operationsfeldes weist der Optikträger 1 an seinem dem
Sichtfeld A abgewandten Ende ein Okular 2 auf, das im
Strahlengang einem aus mehreren Stablinsen 3 und dazwischen
angeordneten Abstandsrohren 4 bestehenden Linsensystem 5
nachgeschaltet ist. Dieses Linsensystem ist in einem
stabförmigen Teilbereich 6 des Optikträgers 1 untergebracht,
dessen äußerer Umfang durch eine Metallhülse oder dergleichen
gebildet ist. Dabei bildet das dem Sichtfeld A zugewandte
Stirnende des Optikträgers 1 die Objektivöffnung 7 der
Vorrichtung.
Ähnlich wie bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung,
weist auch der Optikträger 1 in Fig. 1a in seinem, dem Okular
2 zugewandten und im Querschnitt erweiterten Teilbereich 8
eine aus mehreren Glasfasern oder dergleichen Lichtleitfasern
9 bestehende Lichtleitung 10 auf. Diese Lichtleitung 10 ist an
ihrem dem Okular 2 zugewandten oberen Ende als Beleuchtungs-
Anschlußstutzen 11 ausgebildet, der über eine daran
ankuppelbare, hier nicht dargestellte separate Lichtleitung
mit einer Bogenlampe oder dergleichen Lichtquelle verbunden
werden kann. Dabei steht der am Optikträger 1 vorgesehene
Beleuchtungs-Anschlußstutzen 11 rechtwinklig zur
Längserstreckung der Vorrichtung seitlich über.
Das gegenüberliegende andere Ende der Lichtleitung 10 ist an
einem radialen Ringflansch 12 auf dessen dem Sichtfeld A
zugewandten Seite angeordnet und - wie Fig. 1c zeigt - als
faseroptischer Schleifring ausgebildet, der durch die etwa
konzentrisch um den Beobachtungskanal 13 angeordneten,
gleichmäßig ringförmig verteilten einzelnen Lichtleitfasern 9
gebildet ist.
Auf dem stabförmigen Teilbereich 6 des Optikträgers 1 ist von
der dem Sichtfeld A zugewandten Seite aus eine in Fig. 1b
dargestellte, im wesentlichen rohrförmige Beleuchtungseinheit
14 aufschiebbar, die eine den Optikträger 1 in diesem Bereich
dicht umschließende Umhüllung bildet. Wie auch die in den
Fig. 2b, 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen zeigen,
weist die Beleuchtungseinheit 14 dazu an ihrer dem Sichtfeld A
zugewandten Seite einen zumindest bereichsweise
lichtdurchlässigen Abschluß auf, der hier durch eine
durchsichtige und an der inneren Mantelfläche der
Beleuchtungseinheit 14 durch Verschmelzen oder Verkleben dicht
und unlösbar verbundene gläserne Abschlußplatte 15 gebildet
ist.
Die Beleuchtungseinheit 14 ist in einem hier ringförmigen
Teilbereich ihrer Querschnittsfläche lichtleitend ausgebildet
und weist dazu eine Vielzahl einzelner Lichtleitfasern 16 auf,
die jeweils in Längsrichtung der Beleuchtungseinheit 14
orientiert und konzentrisch über den Umfangsmantel der
rohrförmigen Beleuchtungseinheit 14 verteilt in diese
eingebettet sind.
In Gebrauchsstellung der Vorrichtung, in der die
Beleuchtungseinheit 14 auf den Optikträger 1 aufgeschoben ist,
sind der lichtleitende Querschnittsbereich der
Beleuchtungseinheit einerseits und die Lichtleitung 10 des
Optikträgers 1 andererseits in Fluchtrichtung zueinander
angeordnet und liegen mit ihren jeweils als faseroptischer
Schleifring ausgebildeten, einander zugewandten Enden flächig
aufeinander auf, um eine Lichtübertragung an dieser Licht-
Kupplungs- und Trennstelle zu gewährleisten. Dabei ist
zwischen der Beleuchtungseinheit 14 und dem Optikträger 1 eine
positionierende Schnappkupplung 22 vorgesehen, die einer
Verdrehung der Beleuchtungseinheit 14 gegenüber dem
Optikträger 1 entgegenwirkt und ein lösbares Ankuppeln der
Beleuchtungseinheit 14 an der Vorrichtung erlaubt. Je nach
Anwendung kann diese Schnappkupplung 22 aber auch so
ausgebildet sein, daß die Beleuchtungseinheit 14 in
verrasteter Stellung gegenüber dem Optikträger verdreht werden
kann.
Bei einer hier nicht dargestellten und besonders einfach
herzustellenden Ausführungsform gemäß der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Beleuchtungseinheit 14 einen Mantel aus
Acrylglas oder dergleichen lichtleitendem Material aufweist.
Dabei kann die Beleuchtungseinheit 14 auch als eine
einstückige und an ihrem einen Ende geschlossene Hülse
ausgebildet sein, die an der inneren und/oder äußeren
Umfangsfläche ihres Umfangsmantels eine lichtundurchlässige,
insbesondere in das Mantel innere reflektierende Beschichtung
oder Umhüllung trägt.
Möglich ist auch, die Lichtleitung 10 sowie den Beleuchtungs-
Anschlußstutzen 11 an einem hier ebenfalls nicht gezeigten
Zwischenstück vorzusehen, welches die hier dargestellte
Beleuchtungseinheit 14 mit einem üblichen Endoskop verbindet.
Die innere und äußere Mantelfläche der hier dargestellten
Beleuchtungseinheit 14 kann beispielsweise durch jeweils eine
Metallhülse 17, 18 oder dergleichen gebildet sein.
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der der
Optikträger 1 als TV-Sonde ausgebildet ist. Wie Fig. 2a
zeigt, weist dieser Optikträger 1 an dem dem Sichtfeld A
zugewandten freien Ende seines stabförmigen Teilbereiches 6
einen CCD-Imager oder dergleichen elektronisches
Bilderfassungselement 23 auf. Dabei ist eventuell auch diesem
CCD-Imager ein Objektiv-Linsensystem vorgeschaltet, um den
Betrachtungswinkel gemäß den gewünschten Anforderungen
auszugestalten. Über elektrische Leitungen 24, die im
stabförmigen Teilbereich 6 des Optikträgers 1 geführt sind,
ist der CCD-Imager 23 mit der entsprechenden Elektronik 25
verbunden, welche zumindest teilweise in dem im Querschnitt
erweiterten proximalen Endbereich 8 des Optikträgers 1
angeordnet ist. Dabei läßt sich das von der TV-Sonde
aufgenommene Bild auf einen hier nicht dargestellten
Bildschirm oder dergleichen übertragen, der über elektrische
Zuleitungen 26 mit der Elektronik 25 sowie dem elektronischen
Bilderfassungselement 23 in Verbindung steht.
Die in Fig. 2b dargestellte Beleuchtungseinheit 14 ist in
gleicher Weise wie in Fig. 1b ausgestaltet.
Dabei können die an dem stirnendseitigen Ringbereich der
Beleuchtungseinheit 14 vorgesehenen Lichtaustrittsstellen der
Lichtleitfasern einzeln oder gruppenweise einen
unterschiedlichen Licht-Abstrahlwinkel haben, um die
Beleuchtungsverhältnisse im Sichtfeld an den
Betrachtungswinkel des Linsensystems anzupassen.
Die in Fig. 1b, 2b, 3 und 4 in verschiedenen
Ausführungsformen dargestellte Beleuchtungseinheit 14 bildet
eine sterile Umhüllung, die den in das Körperinnere des
Patienten einführbaren Teilbereich der Vorrichtung dicht
umschließt. Da somit auch der stabförmige und an die
Abschlußplatte 15 der Beleuchtungseinheit innenseitig
angrenzende Teilbereich 6 des Optikträgers 1 dicht umschlossen
ist, muß der Optikträger 1 im Vergleich zur
Beleuchtungseinheit nicht im selben Maße sterilisiert werden.
Für den Optikträger 1 kann vielmehr ein Reinigungsverfahren
gewählt werden, das eine im Vergleich zum Autoklavieren
geringere Verschleißeinwirkung auf den Optikträger 1 und
dessen optisches System ausübt. Da bei mehrfachem Gebrauch
der Optikträger 1 nicht autoklaviert werden muß, ist eine
geringe Reparaturanfälligkeit zu erwarten. Auch wird ein
schnellerer und sicherer Wechsel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach den einzelnen Operationen begünstigt, weil
lediglich die auch in größeren Mengen kostengünstig zu
bevorratenden Beleuchtungseinheiten 14 steril bereitgehalten
werden müssen. So ist beispielsweise die Bevorratung von zwei
Optikträgern 1 und zehn Beleuchtungseinheiten 14
kostengünstiger zu bewerkstelligen, als die Lagerung von zehn
herkömmlichen Endoskopen, die die Funktionseinheiten der
Beleuchtungseinheit 14 und des Optikträgers 1 in einem Gerät
unlösbar zusammenfassen.
Da die Beleuchtungseinheit 14 an ihrer dem Sichtfeld A
abgewandten Stirnseite die dort in einer radialen
Querschnittsebene befindliche Licht-Kupplungs- und Trennstelle
hat, bedarf es keiner aufwendigen Zusammenführung der
einzelnen Lichtleitfasern 16 in einem an der
Beleuchtungseinheit 14 vorgesehenen und quer zu ihrer
Längserstreckung orientierten Beleuchtungs-Anschlußstutzen;
vielmehr ist ein solcher seitlich vorstehender Anschlußstutzen
an dem viele Male einsetzbaren Optikträger 1 vorgesehen. Durch
diese konstruktiv einfache Ausgestaltung kann die
Beleuchtungseinheit 14 derart kostengünstig hergestellt
werden, daß sie auch als herstellerseitig steril verpacktes
Austauschteil zum Einmal-Gebrauch eingesetzt werden kann.
Insbesondere auch bei einem als TV-Sonde ausgebildeten
Optikträger 1 ist die Beleuchtungseinheit 14 vorteilhaft
einsetzbar, weil die elektronischen Bestandteile eines solchen
Optikträgers 1 den beim Autoklavieren erforderlichen
Temperaturen nicht standhalten können.
Um eine sterile Übergabe der Vorrichtung zwischen dem
operierenden Arzt und der OP-Schwester auch dann zu
gewährleisten, wenn der Optikträger 1 im Vergleich zur
Beleuchtungseinheit 14 nicht im selben Maße sterilisiert
wurde, sind die in den Fig. 1b, 2b und 3 dargestellten
Beleuchtungseinheiten 14 an ihrem dem Sichtfeld A abgewandten
Endbereich mit einem Aufnahmeteil 21 zur Aufnahme des oberen
und nach außen vorstehenden Teilbereiches 8 des Optikträgers 1
fest und unlösbar verbunden. Dieses zum proximalen Ende hin
offene Aufnahmeteil 21, das den oberen Teilbereich des
Optikträgers 1 praktisch vollständig in sich aufnimmt, ist
vorzugsweise aus einem elastischen und sich an den Außenumriß
des Optikträgers 1 anliegenden Material hergestellt. Bei einer
ausreichenden Sterilität des Aufnahmeteils 21 kann somit die
Vorrichtung sicher an dem überstehenden Endbereich 8 des
Optikträgers 1 gehandhabt werden. Um diesen, eventuell
zusätzlich mit einer Kamera verbundenen Teilbereich 8
möglichst vollständig im Innenraum des Aufnahmeteils 21
unterbringen zu können, kann es zweckmäßig sein, wenn der
Beleuchtungs-Anschlußstutzen 11 - wie in Fig. 1a angedeutet -
mit seinem freien, an die externe Lichtleitung ankuppelbaren
Endbereich parallel zur Längserstreckung der Vorrichtung nach
oben weist.
Aus einem Vergleich der in Fig. 3 dargestellten
Beleuchtungseinheit 14 mit dem in Fig. 4 dargestellten
Teilausschnitt wird deutlich, daß die innenseitig vom distalen
Stirnende des Optikträgers 1 beaufschlagte Abschlußplatte 15
an diesen Endbereich des Optikträgers 1 formangepaßt ist.
Während beispielsweise die in Fig. 3 dargestellte
Beleuchtungseinheit 14 mit einem gemäß Fig. 1a oder 2a
ausgebildeten Optikträger 1 kombiniert werden kann, weist der
dem Sichtfeld zugewandte Endbereich der in Fig. 4
dargestellten Beleuchtungseinheit eine Abschlußplatte 15 auf,
die zur Aufnahme eines an seiner distalen Stirnfläche schräg
abgewinkelten Optikträgers 1 eine in einem spitzen Winkel zur
Längserstreckung der Vorrichtung geneigte Abschlußplatte oder
dergleichen Abschluß hat. Ebenso wie bei den
Beleuchtungseinheiten 14 in Fig. 1b, 2b und 3 schließt die
Abschlußplatte 15 in Fig. 4 lediglich das Rohrinnere der
rohrförmigen Beleuchtungseinheit 14 ab, während die
konzentrisch um die Abschlußplatte 15 angeordneten Licht-
Austrittsstellen der Lichtleitfasern 16 separat geführt und
von der Abschlußplatte 15 freigehalten sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit dem herkömmlichen
Zubehör (Lichtleiter, Kamera, Lichtquelle und Instrumente)
vorteilhaft einsetzbar. Ihr vergleichsweise aufwendig
herzustellender Optikträger 1 kann viele Male eingesetzt
werden, ohne den mit einer Autoklavierung verbundenen
Verschleißeinwirkungen ausgesetzt werden zu müssen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist über den medizinischen
Bereich hinaus auch in solchen technischen Anwendungsgebieten
vorteilhaft einsetzbar, in denen eine einfache Ausgestaltung
und Austauschbarkeit der Beleuchtungseinheit sowie eine
sichere Umhüllung des optischen Systems besonders von Vorteil
ist. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sehen jedoch vor, daß diese als flexibles oder
insbesondere als starres Endoskop, vorzugsweise als
Laparoskop, Arthroskop oder als Uroskop, ausgebildet ist.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Beleuchtung und Inspektion von Hohl- und
Zwischenräumen, insbesondere Endoskop, mit einem
Optikträger, der zumindest in seinem dem Sichtfeld
zugewandten Teilbereich stabförmig ausgebildet ist
sowie mit einer im wesentlichen rohrförmigen und den
Optikträger in Gebrauchsstellung umhüllenden
Beleuchtungseinheit, die zumindest in einem
Teilbereich ihres Querschnittes lichtleitend
ausgebildet ist oder Lichtleitfasern aufweist und die
an ihrem dem Sichtfeld abgewandten Endbereich eine
Licht-Kupplungs- und Trennstelle zum Verbinden der
Beleuchtungseinheit mit einer Lichtquelle hat, wobei
die Beleuchtungseinheit von der dem Sichtfeld
zugewandten Seite des Optikträgers aus auf diesen
zumindest bereichsweise aufschiebbar und mit der
Vorrichtung lösbar kuppelbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die rohrförmige
Beleuchtungseinheit (14) eine den Optikträger (1)
zumindest in einem Teilbereich (6) seiner
Längserstreckung dicht umschließende Umhüllung
bildet, daß die Beleuchtungseinheit (14) dazu an
ihrer dem Sichtfeld (A) zugewandten Seite einen
zumindest bereichsweise lichtdurchlässigen,
durchsichtigen Abschluß aufweist und daß die
Beleuchtungseinheit (14) an ihrer dem Sichtfeld (A)
abgewandten Stirnseite eine in einer
Querschnittsebene befindliche Licht-Kupplungs- und
Trennstelle hat.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Optikträger (1) eine Lichtleitung (10)
aufweist, die an ihrem einen, vorzugsweise als
Beleuchtungs-Anschlußstutzen (11) ausgebildeten
Leitungsende mit einer Lichtquelle verbindbar oder
verbunden ist und die an ihrem anderen Leitungsende
über die Licht-Kupplungs- und Trennstelle mit dem
lichtleitenden Querschnittsbereich oder den
Lichtleitfasern (16) der Beleuchtungseinheit (14)
kuppelbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der lichtleitende
Querschnittsbereich oder die Lichtleitfasern (16) der
Beleuchtungseinheit einerseits und die Lichtleitung
(10) des Optikträgers (1) andererseits mit ihren im
Bereich der Lichtkupplungsstelle vorgesehenen Enden
in Gebrauchsstellung etwa miteinander fluchten,
vorzugsweise flächig aufeinander aufliegen, und daß
diese einander zugewandten Enden jeweils insbesondere
als optischer Schleifring ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit (14) und
der Optikträger (1) relativ zueinander verdrehbar
oder mittels einer positionierenden Kupplung lösbar
miteinander verkuppelbar oder verrastbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit (14) an
ihrem dem Sichtfeld (A) abgewandten Endbereich mit
einem insbesondere strumpfartigen Aufnahmeteil (21)
zur zumindest bereichsweisen Aufnahme des dem
Sichtfeld (A) abgewandten Endbereiches (8) des
Optikträgers (1) verbunden ist und daß dieses
Aufnahmeteil (21) vorzugsweise aus einem elastischen
Material besteht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit (14) in
einem Teilbereich ihrer Längserstreckung über ihren
gesamten Umfang mit dem Aufnahmeteil (21) verklebt
oder dergleichen fest und unlösbar verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit einen
rohrförmigen Mantel hat, in dem zur Lichtübertragung
eine Vielzahl von Lichtleitfasern (16) eingebettet
oder dergleichen angeordnet sind und daß die
Lichtleitfasern (16) zumindest im Bereich ihrer
Lichtaustrittsstellen gleichmäßig oder in Gruppen
über den Mantel der Beleuchtungseinheit (14) verteilt
sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtaustrittsstellen der
Lichtleitfasern (16) einzeln oder gruppenweise einen
unterschiedlichen Licht-Abstrahlwinkel haben.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit (14)
einen Mantel aus Acrylglas oder dergleichen
lichtleitendem Material aufweist und daß dieser
Mantel an seiner inneren und/oder äußeren
Umfangsfläche eine lichtundurchlässige, insbesondere
in das Mantelinnere reflektierende Beschichtung oder
Umhüllung trägt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abschluß der
Beleuchtungseinheit (14) als durchsichtige optische
Abschlußplatte (15) ausgebildet ist, die vorzugsweise
an der inneren Mantelfläche mit der
Beleuchtungseinheit (14) dicht und insbesondere
unlösbar verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Optikträger zur
visuellen Beobachtung des Sichtfeldes (A) an seinem
dem Sichtfeld (A) abgewandten Endbereich ein Okular
(2) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Optikträger (1) als
TV-Sonde ausgebildet ist, die vorzugsweise einen CCD-
Imager oder dergleichen elektronisches
Bilderfassungselement aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Optikträger (1)
vorzugsweise in seinem stabförmigen Teilbereich (6)
ein dem Okular (2) oder dem elektronischen
Bilderfassungselement vorgeschaltetes Objektiv-
Linsensystem, aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als
starres Endoskop, vorzugsweise als Laparoskop,
Arthroskop oder als Uroskop, ausgebildet ist.
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