DE10049287A1 - Medical endoscope has a light source integral with the endoscope housing and inspection shaft rather than connected via a flexible cable, thus simplifying design and making the endoscope easier to handle - Google Patents
Medical endoscope has a light source integral with the endoscope housing and inspection shaft rather than connected via a flexible cable, thus simplifying design and making the endoscope easier to handleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Endoskop insbesondere zum medizinischen Einsatz mit einem einen Endoskopschaft zur Einführung in einen Beobachtungsraum aufweisenden Endoskopgehäuse, einem darin angeordneten Beobachtungs system zur Inspektion des Beobachtungsraums und einer Beleuchtungseinrichtung zur Ausleuchtung des Beobach tungsraums über den Endoskopschaft.The invention relates to an endoscope, in particular for medical use with an endoscope shaft for an introduction to an observation room Endoscope housing, an observation arranged therein system for inspection of the observation room and one Illumination device for illuminating the observer room above the endoscope shaft.
Bei solchen Endoskopen, wie sie insbesondere auf medi zinischem Gebiet zur unmittelbaren Beobachtung von Kör perinnenräumen eingesetzt werden, ist es üblich, daß die Beleuchtungseinrichtung eine außerhalb des Endo skopgehäuses befindliche Kaltlichtquelle aufweist, die über ein flexibles Lichtleitkabel an das Arbeitsende bzw. das distale Ende des Endoskops angekoppelt ist. Als nachteilig dabei wird neben dem erhöhten kostenin tensiven apparativen Aufwand angesehen, daß die Handha bung durch das Lichtleitkabel erschwert wird, und daß die externe Lichtquelle eine Schwachstelle hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Lebensdauer des gesamten In struments darstellt. With such endoscopes, as they are especially on medi cinical area for direct observation of used inside, it is common for the lighting device is an outside of the endo Skopgehäuses cold light source, which via a flexible fiber optic cable to the end of work or the distal end of the endoscope is coupled. As a disadvantage, in addition to the increased cost viewed extensive equipment expenditure that the Handha Exercise is complicated by the fiber optic cable, and that the external light source is a vulnerability the reliability and lifespan of the whole represents struments.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein Endoskop der eingangs angegebenen Art da hingehend zu verbessern, daß die vorgenannten Nachteile beseitigt werden und ein einfaches und kompaktes In strument insbesondere für den raschen diagnostischen Einsatz im Medizinbereich bereitgestellt wird.Based on this, the object of the invention reasons, an endoscope of the type specified there to improve that the aforementioned disadvantages be eliminated and a simple and compact in instrument especially for rapid diagnostic Use in the medical field is provided.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To solve this problem is the in claim 1 specified combination of features proposed. benefit adhesive refinements and developments of the invention result from the dependent claims.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Beleuch tungseinrichtung vollständig in das Endoskopgehäuse zu integrieren. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vor geschlagen, daß die Beleuchtungseinrichtung mindestens eine in dem Endoskopgehäuse angeordnete Leuchtdiode als Lichtquelle aufweist. Hierbei sind insbesondere die ge ringe Baugröße, lange Lebensdauer und geringen Geste hungskosten von Leuchtdioden von besonderem Vorteil.The invention is based on the idea of lighting device completely into the endoscope housing integrate. Accordingly, according to the invention struck that the lighting device at least a light-emitting diode arranged in the endoscope housing as Has light source. The ge rings size, long life and small gesture Maintenance costs of LEDs are particularly advantageous.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das von der mindestens einen Leuchtdiode emittierte Licht mittels einer optischen Übertragungseinheit am distalen Ende des Endoskopschafts abstrahlbar. Auf die se Weise kann der Beobachtungsraum gezielt ausgeleuch tet werden, ohne daß am Arbeitsende störende Bauteile den Einsatz behindern. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Übertragungseinheit durch einen im Querschnitt ringförmigen, die Längsachse des Endoskop schafts unter Freihaltung eines zentralen Beobachtungs kanals konzentrisch umschließenden Lichtleitkörper ge bildet ist. Eine weitere Verbesserung insbesondere für Anwendungen im Hals-Nasen-Ohren-Bereich kann dadurch erreicht werden, daß der Lichtleitkörper trichterförmig nach distal sich verjüngend ausgebildet ist, wobei die der Lichtquelle zugewandte proximale Lichteintrittsflä che des Lichtleitkörpers größer ist als dessen distale Lichtaustrittsfläche.According to a preferred embodiment of the invention that emitted by the at least one light emitting diode Light by means of an optical transmission unit on Distal end of the endoscope shaft can be blasted. On the In this way, the observation room can be specifically exploited be tet, without disturbing components at the end of work hinder the use. Here it is special Advantage if the transmission unit by an im Cross-section annular, the longitudinal axis of the endoscope keeping a central observation channel concentrically enclosing light guide ge forms is. Another improvement especially for This can result in applications in the ear, nose and throat area be achieved that the light guide body funnel-shaped is tapered distally, the proximal light entry surface facing the light source surface of the light guide body is larger than its distal Light-emitting surface.
Je nach Verwendungszweck mit prograder oder Seiten blickoptik kann die distale Lichtaustrittsfläche des Lichtleitkörpers entsprechend der Beobachtungsrichtung in Richtung der Schaftachse oder schräg dazu ausgerich tet sein.Depending on the purpose, with prograder or pages the distal light exit surface of the Light guide body according to the direction of observation aligned in the direction of the shaft axis or at an angle to it be.
Ein besonders kompakter Aufbau wird dadurch erreicht, daß der Endoskopschaft durch den Lichtleitkörper selbst gebildet ist.A particularly compact structure is achieved that the endoscope shaft through the light guide itself is formed.
Um eine ausreichende Beleuchtungsstärke zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn eine Vielzahl von Leuchtdioden im proximalen Bereich des Endoskopschafts ringförmig verteilt als Ringarray koaxial zu der Schaftachse ange ordnet sind. Zur weiteren Lichtfokusierung ist es gün stig, wenn die Leuchtdioden des Ringarrays unter einem spitzen Winkel gegenüber der Schaftachse nach distal gebündelt ausgerichtet sind. Dabei kann eine optimale Bestrahlung der Lichtaustrittsfläche dadurch erreicht werden, daß sich die Abstrahlachsen der Leuchtdioden des Ringarrays in einem auf der Schaftachse liegenden gemeinsamen Fokuspunkt distal außerhalb des Endoskop schafts schneiden.To achieve sufficient illuminance, it is advantageous if a large number of light emitting diodes ring-shaped in the proximal area of the endoscope shaft distributed as a ring array coaxial to the shaft axis are arranged. It is green for further light focusing stig if the LEDs of the ring array under one acute angle to the shaft axis distally are bundled. This can be an optimal Irradiation of the light exit surface achieved be that the radiation axes of the light emitting diodes of the ring array in a lying on the shaft axis common focus point distal outside of the endoscope cut.
Vorteilhafterweise ist jeder Leuchtdiode eine einzeln zugeordnete, vorzugsweise asphärische Sammellinse di stal vorgeordnet. Damit läßt sich die Lichtausbeute vor allem bei größerem Abstrahlwinkel der Leuchtdioden wei ter verbessern.Each light-emitting diode is advantageously an individual one assigned, preferably aspherical converging lens di stal upstream. This allows the light output to be shown especially with a larger beam angle of the LEDs improve.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, daß die Sammellinse in einem hülsenförmigen Linsenträger gege benenfalls lösbar auf die zugehörige Leuchtdiode aufge setzt ist.Another improvement results from the fact that Collective lens in a sleeve-shaped lens holder also releasably attached to the associated light emitting diode sets is.
Eine baulich vorteilhafte Ausführung sieht vor, daß die Leuchtdioden des Ringarrays auf einer Anschlußplatine über zwei konzentrische Ringleiterbahnen in Parallel schaltung miteinander verbunden sind. Günstig ist es auch, wenn die Beleuchtungseinrichtung eine in dem En doskopgehäuse vorzugsweise in einem Griffteil angeord nete, als Akkumulator oder Batterie ausgebildete Strom versorgung aufweist. Zur Vereinfachung der Handhabung ist es vorteilhaft, wenn die Beleuchtungseinrichtung einen an dem Endoskopgehäuse angeordneten Schalter zum Ein- und Ausschalten der Lichtquelle aufweist.A structurally advantageous embodiment provides that the LEDs of the ring array on a connection board over two concentric ring tracks in parallel circuit are interconnected. It is cheap even if the lighting device is one in the En Doskopgehäuse preferably arranged in a handle Current, formed as an accumulator or battery has supply. To simplify handling it is advantageous if the lighting device a switch arranged on the endoscope housing for Has switching on and off the light source.
Vorteilhafterweise ist der den Lichtleitkörper aufneh mende Endoskopschaft vorzugsweise über eine Steckver bindung werkzeuglos lösbar mit einem Grundkörper des Endoskopgehäuses verbunden. Damit läßt sich vor allem die Desinfektion des Instruments weiter vereinfachen.The light guide body is advantageously accommodated endoscope shaft preferably via a plug-in Binding can be released without tools using a base body of the Endoscope housing connected. Above all, further simplify the disinfection of the instrument.
Hinsichtlich einer optimalen Beleuchtungsfunktion und insbesondere zur Auflösung eines breiten Farbspektrums ist es von besonderem Vorteil, wenn im gesamten sicht baren Bereich emittierende Weißlicht-Lichtemissions dioden als Lichtquelle vorgesehen sind.With regard to an optimal lighting function and especially for the resolution of a wide range of colors it is of particular advantage if in the whole view white light emitting area diodes are provided as the light source.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Endoskop mit integrierter Beleuchtungseinrichtung im Axialschnitt. In the following the invention is based on one in the Drawing shown in a schematic manner example explained in more detail. The only figure shows an endoscope with integrated lighting device in axial section.
Das in der Zeichnung dargestellte Endoskop dient zum medizinischen Einsatz und besteht im wesentlichen aus einem in einem Endoskopgehäuse 10 angeordneten Beobach tungsoptik 12 und einer Beleuchtungseinrichtung 14 zur Ausleuchtung des zu untersuchenden Beobachtungsraums.The endoscope shown in the drawings is for medical use and consists essentially of a cylinder disposed in an endoscope housing 10 obser tung optics 12 and a lighting device 14 to illuminate the observation area to be examined.
Das in Beobachtungsrichtung rohrförmig langgestreckte Endoskopgehäuse 10 umfaßt einen Grundkörper 16, ein seitlich davon abstehendes Griffteil 18 und einen Endoskopschaft 20, über dessen distales Ende 22 zu gleich der Lichtaustritt der Beleuchtungseinrichtung 14 und der Lichteintritt der Beobachtungsoptik 12 erfolgt.The endoscope housing 10, which is elongated in the direction of observation, comprises a base body 16 , a grip part 18 projecting laterally therefrom and an endoscope shaft 20 , via the distal end 22 of which the light exit of the illumination device 14 and the light entry of the observation optics 12 take place.
Die Beleuchtungseinrichtung 14 ist vollständig in das Endoskopgehäuse 10 integriert. Sie umfaßt eine Vielzahl von Leuchtdioden 24 als Lichtquelle und einen Licht leitkörper 26 als optische Übertragungseinheit zur ge richteten Lichtleitung des emittierten Lichts an das distale Ende 22. Um eine breites Farbspektrum abzudec ken und eine hohe Beleuchtungsstärke zu gewährleisten, werden Weißlichtdioden mit einer Lichtstärke von minde sten 0,5 Candela eingesetzt.The lighting device 14 is completely integrated into the endoscope housing 10 . It comprises a plurality of light emitting diodes 24 as a light source and a light guide body 26 as an optical transmission unit for ge directed light conduction of the emitted light to the distal end 22nd In order to cover a wide range of colors and to ensure high illuminance, white light diodes with a luminous intensity of at least 0.5 candela are used.
Die Leuchtdioden 24 sind im proximalen Abschnitt des Endoskopschafts 20 als Ringarray 28 konzentrisch zu der Schaftachse 30 angeordnet. Dabei sind die einzelnen Leuchtdioden 24 schräg gegenüber der Schaftachse ange stellt, wobei die Abstrahlachsen 32 auf einen gemeinsa men distalen Fokus ausgerichtet sind. Zur Bündelung des abgestrahlten Lichts ist jeder Leuchtdiode 24 eine asphärische Sammellinse 34 distal vorgeordnet. Die Sam mellinsen 34 sind jeweils in einem hülsenförmigen Lin senträger 36 auf die zugehörige Leuchtdiode 24 aufge steckt und können somit gegebenenfalls auf einfache Weise ausgetauscht werden.The light-emitting diodes 24 are arranged in the proximal section of the endoscope shaft 20 as a ring array 28 concentric to the shaft axis 30 . The individual light-emitting diodes 24 are positioned obliquely with respect to the shaft axis, the emission axes 32 being aligned with a common distal focus. To bundle the emitted light, an aspherical converging lens 34 is arranged distally in front of each light-emitting diode 24 . The Sam mellinsen 34 are each inserted in a sleeve-shaped Lin sträger 36 on the associated LED 24 and can thus be easily replaced if necessary.
Die Leuchtdioden 24 selbst sind auf eine Ringplatine 38 aufgelötet, welche in eine nach distal weisende Aufnah mepartie 40 des Grundkörpers 16 eingesetzt ist. Die Ringplatine 38 weist zwei konzentrische Ringleiterbah nen 42 zur Kontaktierung der Leuchtdioden 24 in Paral lelschaltung auf. Die Ringleiterbahnen 42 sind über nicht gezeigte Verbindungsleitungen und einen Ein/Aus- Schalter 44 mit einer im Griffteil 18 angeordneten, durch Akkumulatoren 46 gebildeten Energiequelle verbun den. Zum Aufladen der Akkumulatoren 46 kann das Griff teil 18 über ein Kupplungsstück 48 von dem Grundkörper 16 gelöst und in eine externe Ladestation eingesetzt werden. Um die Desinfektion zu vereinfachen, läßt sich auch der Endoskopschaft 20 über eine rastbare Steckver bindung 50 von dem Grundkörper 16 werkzeuglos trennen. The light-emitting diodes 24 themselves are soldered onto a ring plate 38 , which is inserted into a distal-facing receptacle 40 of the base body 16 . The ring board 38 has two concentric Ringleiterbah NEN 42 for contacting the LEDs 24 in parallel circuit. The ring conductor tracks 42 are connected via connecting lines, not shown, and an on / off switch 44 to an energy source arranged in the handle part 18 and formed by batteries 46 . To charge the batteries 46 , the handle part 18 can be released from the base body 16 via a coupling piece 48 and used in an external charging station. In order to simplify the disinfection, the endoscope shaft 20 can be separated from the base body 16 without tools via a snap-in connector 50 .
Der aus einem transparenten Werkstoff, zweckmäßig einem spritzgußfähigen Polycarbonat-Kunststoff bestehende Lichtleitkörper 26 ist trichterförmig nach distal sich verjüngend ausgebildet, so daß eine große proximale Lichteintrittsfläche 52 zur Verfügung steht, während die kleinere Lichtaustrittsfläche 54 an die anatomi schen Gegebenheiten angepaßt ist. Grundsätzlich ist es möglich, daß die Lichtaustrittsfläche 54 beim Einsatz einer Seitenblickoptik entsprechend der Beobachtungs richtung gegenüber der Schaftachse 30 abgeschrägt ist. Der Lichtleitkörper 26 begrenzt durch seinen ringförmi gen Querschnitt innenseitig einen zentralen Beobach tungskanal 56, während die Mantelseite die Außenkontur des Endoskopschafts 20 definiert. Die trichterförmige Gestalt ist dabei für den Bereich der Hals-Nasen-Ohren- Diagnostik besonders geeignet.The consisting of a transparent material, expediently an injection-moldable polycarbonate plastic existing light guide body 26 is tapered in a funnel shape so that a large proximal light entry surface 52 is available, while the smaller light exit surface 54 is adapted to the anatomical conditions. Basically, it is possible that the light exit surface 54 is chamfered when using a side view optics according to the direction of observation relative to the shaft axis 30 . The light guide body 26 delimits a central observation channel 56 on the inside by its ring-shaped cross section, while the jacket side defines the outer contour of the endoscope shaft 20 . The funnel-shaped shape is particularly suitable for the area of ear, nose and throat diagnostics.
Die Beobachtungsoptik 12 ist in herkömmlicher Weise aufgebaut und braucht deshalb nicht eingehend erläutert zu werden. Das distal aus dem Beobachtungsraum einfal lende Licht wird durch den Beobachtungskanal 56 hin durch über eine Lichtleiteinheit 58 auf ein im Grund körper 16 angeordnetes Okular 60 geleitet, während eine proximale Augenmuschel 62 mit einem Objektiv 64 zur di rekten Betrachtung ausgestattet ist. Denkbar ist es auch, ein bildgebendes System, beispielsweise einen CCD-Sensor in oder an dem Endoskopgehäuse 10 vorzuse hen.The observation optics 12 are constructed in a conventional manner and therefore need not be explained in detail. The distal incident light from the observation room is passed through the observation channel 56 through a light guide unit 58 to a body 16 arranged in the eyepiece 60 , while a proximal eyecup 62 is equipped with an objective 64 for direct viewing. It is also conceivable to provide an imaging system, for example a CCD sensor, in or on the endoscope housing 10 .
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