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EP0926978A1 - Endoscope with heater - Google Patents

Endoscope with heater

Info

Publication number
EP0926978A1
EP0926978A1 EP97918886A EP97918886A EP0926978A1 EP 0926978 A1 EP0926978 A1 EP 0926978A1 EP 97918886 A EP97918886 A EP 97918886A EP 97918886 A EP97918886 A EP 97918886A EP 0926978 A1 EP0926978 A1 EP 0926978A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optics
endoscope according
endoscope
glass fiber
fiber bundle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97918886A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhard Fritz Buess
Ernst Flemming
Wolfgang Jürgen KUNERT
Marc Oliver Schurr
Edward Naujoks
Johannes Tschepe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MGB Endoskopische Geraete GmbH Berlin
Original Assignee
MGB Endoskopische Geraete GmbH Berlin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MGB Endoskopische Geraete GmbH Berlin filed Critical MGB Endoskopische Geraete GmbH Berlin
Publication of EP0926978A1 publication Critical patent/EP0926978A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/12—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements
    • A61B1/127—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements with means for preventing fogging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00091—Nozzles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/12—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements
    • A61B1/126—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements provided with means for cleaning in-use
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/12—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements
    • A61B1/128—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements provided with means for regulating temperature

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope according to the preamble of claim 1.
  • a rigid endoscope consisting of an optical system used for imaging and a light source, usually implemented using fiber optic technology, is used to illuminate the object under consideration.
  • the invention is therefore based on the object of making available an endoscope with an integrated heating and cleaning possibility which the optics during the entire application ensures a high quality view through the optics.
  • the invention includes the technical teaching that a high quality view through the optics of the endoscope is ensured throughout the application if the heating device is provided in the cladding tube and is dimensioned such that it heats the entire instrument to body temperature when in use. This ensures in a simple manner that there is no temperature gradient between the entire endoscope and its surroundings, which could lead to precipitation which obstructs the view through the optics, in particular on the distal end of the optics.
  • At least one insufflation channel and / or at least one rinsing / drying channel of the distal image entry surface of the optics are also provided in the cladding tube.
  • CO 2 gas can be insufflated into the observation room through the insufflation channel and alternatively an isotonic liquid or a drying gas through the flushing / drying channel.
  • the insufflation channel or the rinsing / drying channel is preferably arranged between the second glass fiber bundle and the optics, so that a lateral distance between the light exit direction at the light outlet of the second glass fiber bundle with respect to the viewing direction at the distal end of the optics is thereby achieved in a simple manner , the one alone ensures parallax required for the desired shadow effect.
  • a means for beam shaping is preferably attached to the respective distal ends of the insufflation channel and / or the winding channel, so that the distal end of the endoscope and in particular the image exit surface can be cleaned with the aid of the gas flow and / or the liquid flow.
  • Use of the endoscope e.g. for surgical interventions with energetic therapy devices, e.g. High-frequency surgery or laser surgery, in which the distal end of the endoscope, in particular the image entry area of the optics, is contaminated without any disruptive interruptions for cleaning the image entry area of the optics.
  • the optical environment is 90 to 100% saturated CO 2 gas at body temperature, so that the distal image area of the optics, according to the dew point curve, steams up more or less depending on its current temperature.
  • the heating insufflation gas, the rinsing liquid and / or the jacket tube, including at least one of the glass fiber bundles is brought to body temperature and thus prevents the distal image-emitting surface of the optics from fogging up.
  • the temperature of the optics and / or the tempered gas stream directed onto the image entry area is reduced by fogging of the distal image entry area of the optics.
  • a control device for the heating device is provided inside the jacket tube, which deactivates the heater or reduces its effect if the temperature of the jacket tube exceeds the body temperature or a predetermined temperature value. This ensures in a simple manner that, on the one hand, the endoscope is not overheated and may damage the surrounding tissue, on the other hand, the temperature of the endoscope cannot fall below a temperature in which it precipitates, especially on the ⁇ stalen The end of the optics would come.
  • the fixed temperature value is preferably 41 ° C., since a low pressure, particularly on the distal end of the optics, is avoided particularly well.
  • the input of the control device is connected to an output of a temperature sensor, which is also preferably a variable resistor.
  • the resistance of the temperature sensor is continuously detected by the control device.
  • the control device switches the heating device on or off or increases or throttles its output.
  • the temperature control is preferably designed in such a way that a preselected temperature, preferably 41 ° C., is not exceeded at the endoscope tip, that is to say in the area of the image exit surface of the optics.
  • a preselected temperature preferably 41 ° C.
  • the winding and drying anal are formed by two separate lumens. This results in a particularly simple implementation of the winding liquid flow and the drying gas flow.
  • the means for beam shaping on the insufflation channels are preferably designed in such a way that imperfections are kept away from the image exit surface of the optics. This simplifies the construction of the endoscope favorably, since in particular a rinsing / drying channel can be omitted.
  • an additional aspiration channel for removing flue gas from the treated body cavity is provided.
  • the invention further includes the technical teaching that an increase in the plasticity of the image reproduction in three-dimensional objects can be achieved if the light exit direction at the light exit of the second glass fiber bundle m in relation to the viewing direction at the distal end of the optics, ie along the image axis of the optics, is offset laterally by an amount such that a parallax which has a value other than zero results for points on a three-dimensional object under consideration with regard to the light exit of the second glass fiber bundle and the distal end of the optics.
  • the shadow that the three-dimensional object under consideration casts on the image background as a result of the light emerging from the second glass fiber bundle and the projection of the object under consideration on the image background from the distal end of the optics do not coincide.
  • the through the The operator, who looks at the image, thus perceives the shadow of the three-dimensional object under consideration on the image background, as a result of which the plasticity of the image reproduction is increased in a simple manner.
  • This shadow formation considerably facilitates the physician's spatial orientation of the endoscoped body cavity.
  • Another advantage of the endoscope according to the invention lies in the fact that the light from the two glass fiber bunoes overlaps in the space under consideration.
  • the light output of the first and second Glasmaschineoundels entste h also t a non-zero parallax aargru ⁇ which is obtained a non-uniform light distribution in the observed space, which in turn uno ernoht the topography contrast of the viewed object to the image background, and this in an advantageous manner for thus let the surgeon appear more plastic.
  • the space under consideration is illuminated more diffusely or more evenly.
  • the light exit of the second bundle of glass fibers can be arranged at a corresponding distance perpendicular to the longitudinal axis of the endoscope next to the distal end of the optics.
  • the light exit of the second glass fiber bundle is therefore preferably provided set back a distance (d) from the distal end of the optics.
  • the distance (d) is preferably about 5 to 50 mm.
  • the glass fibers of the first and / or the second glass fiber bundle are arranged coaxially around the optics over an angular range. In this way, in particular when the second glass fiber bundle is set back, shading of a considerable part of the observation space by the distal end of the optics or the cladding tube is avoided, and thus a particularly favorable illumination of the observation space is achieved.
  • the first and / or second glass fiber bundle preferably have a crescent-shaped cross section, since this results in a particularly homogeneous distribution of the license emerging from the respective glass fiber bundle.
  • the light exit direction of the second glass fiber bundle and / or the viewing direction of the optics is oriented inclined to the image axis of the optics or to the longitudinal axis of the cladding tube.
  • the inclination of the light exit direction of the second glass fiber bundle to the image axis of the optics has the effect that the light beams emerging from the second glass fiber bundle essentially completely illuminate the field of view captured by the optics, whereby a corresponding shadow formation over the field of vision captured by the optics is ensured .
  • the inclination of the viewing direction of the optics, ie the optical image axis of the optics, to the longitudinal axis of the endoscope causes an inclination of the entire field of view captured by the optics.
  • the correspondingly adjusted light beams emerging from the second glass fiber bundle can illuminate the entire field of view captured by the optics without a substantial part of the field of vision from which see the light exit of the second Glasmaschineoundei un ⁇ ⁇ em the distal end of the endoscope extending part of the endoscope is shadowed.
  • the light exit direction of the second glass fiber bundle preferably encloses an angle ⁇ greater than zero with the viewing direction of the optics, so that the light beams emerging from the second glass fiber bundle illuminate the field of view detected by the opt ⁇ .
  • the second glass fiber bundle is integrated in the tubular tube, which results in a simple endoscope that is not very susceptible to damage to the lighting devices.
  • the glass fibers of the second glass fiber bundle have a planar ground end surface that is oriented perpendicular to their longitudinal direction. But you can also in one
  • Angle ⁇ to be ground to such an end face inclined.
  • the angle of inclination of the light exit Direction to the longitudinal axis of the Hull tube or its angle ⁇ to the image axis of the optics can be set in a simple manner without the glass fibers themselves having to be arranged at a corresponding angle to the longitudinal axis of the Hullronr or to the image axis of the optics.
  • the light exit of the second, in particular planarly ground, glass fiber bundle is arranged so as to be slowly displaceable with respect to the hollow tube.
  • the distance between the light exit of the second glass fiber bundle and the distal end of the optics can be varied in a simple manner, as a result of which the parallax of the points in the viewing space also changes with respect to these two reference points, which in turn causes the shadow cast in the viewing space that can be seen by the viewer objects can be set.
  • the proximal ends of the first and the second glass fiber bundle are combined in an optical fiber connection.
  • the number of individual glass fibers of the first and second glass fiber bundles is preferably adapted to the amount of light to be transmitted.
  • FIG. 1 shows a side view of a preferred exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of the distal end of the endoscope
  • Figure 3 shows a section through the distal end of the endoscope according to the invention.
  • FIG. 1 shows an elongated, rigid Enoos ⁇ op with an optic 1 integrated in a hollow tube 19, the first glass fiber bundle 2 and the second glass fiber bundle 3.
  • the optic 1 comprises an objective 1.1 that is attached to the distal end 1.2 of the endoscope, ie . H. is attached to the end of the endoscope facing the object to be viewed, and an eyepiece 1.3, which is located at the proximal end 1.4 of the zndoscope, i.e. at the end of the endos . ⁇ Ds facing the surgeon.
  • a heater 18 is provided in the endoscope within the sheath tube 19, which maintains the entire instrument at a certain predetermined temperature.
  • the heater 18 is connected to a control device 20 which regulates the heating activity of the heater 18.
  • the control device 20 deactivates the heating device 18 or reduces its effect if the temperature of the casing tube 19 exceeds a predetermined temperature value of 1 ° C.
  • a temperature sensor 21 is arranged in the distal end 1.2 of the endoscope, which is connected to the input of the control device 20.
  • the temperature sensor 21 is a resistor that varies with the respective temperature.
  • the resistance of the temperature sensor 21 is continuously detected by the control device 20. Depending on the resistance of the temperature sensor 21 detected by the temperature control 20 the control device 20 switches the heater 18 on or off or increases or throttles its output.
  • the temperature control is designed so that a temperature of 41 ° C is not exceeded at the ⁇ er endoscope tip 1.2.
  • other known temperature sensor designs can also be used and that further limit temperatures can also be predetermined or can be adjustable.
  • the regulating device not only regulates the temperature of the endoscope, but at the same time provides the energy for the heater 18. It goes without saying that, in other embodiments of the invention, a separate energy source for the heater 18 can also be provided.
  • the objective 1.1 is arranged at the distal end 1.2 of the endoscope in such a way that the optical image axis 4 of the objective 1.1 - and thus the optics 1 - is inclined at an angle of approximately 30 ° to the longitudinal axis 1.5 of the endoscope.
  • This has a course component perpendicular to the longitudinal axis 1.5, which points in the direction of the side of the endoscope on which the second glass fiber bundle 3 is arranged.
  • the part of the optical image axis 4 which extends from the lens 1.1 in the operator's line of sight is thus inclined to the longitudinal axis 1.5 of the endoscope by the aforementioned angle in the direction of the side of the endoscope on which the second glass fiber bundle 3 is arranged.
  • the light exit 2.2 at the distal end of the first glass fiber bundle 2 is likewise arranged at the distal end 1.2 of the endoscope, the first glass fiber bundle 2 being oriented such that its light exit axis 2.1 is parallel to the image axis 4 of the lens 1.1.
  • the second glass fiber bundle 3 is arranged on the endoscope in the longitudinal direction of the endoscope set back from its distal end 1.2. In the longitudinal direction of the endoscope, the distance (d) of the light exit 3.2 at the distal end of the glass fiber bundle 3 from the distal end 1.2 of the endoscope in the example shown corresponds approximately to three times the diameter of the endoscope at its distal end 1.2.
  • the distance (d) is between 5 and 50 mm.
  • the light exit axis 3.1 of the second glass fiber bundle 3 is inclined at an angle 5 (ie the angle ⁇ ) to the image axis 4 of the objective 1.1, which is approximately 15 ° in the exemplary embodiment shown. It goes without saying that the angle 5 - according to the present requirements - can also be selected differently.
  • the glass fibers of the second glass fiber bundle 3 are bevelled at the light exit 3.2.
  • the end face of the glass fibers at the light exit 3.2 is inclined at an angle 12 (ie the angle ⁇ ) from — in the present exemplary embodiment — approximately 13 ° to the normal plane 3.4 on the longitudinal axis 3.3 of the second glass fiber bundle 3, the end face facing the endoscope .
  • the light exit axis 3.1 of the second glass fiber bundle 3 points away from the endoscope in the light exit direction.
  • the glass fibers are ground planar accordingly.
  • the angles 5 and 12 ie and ß) are directly related.
  • the second glass fiber bundle 3 is arranged displaceably on the endoscope in the longitudinal direction of the endoscope. In this way, the distance between the light exit 3.2 of the second glass fiber bundle 3 and the distal end 1.2 of the endoscope and thus the distal end of the objective 1.1 can be varied.
  • the shadow effect is set with high contrast by a sensible choice of this distance.
  • the glass fibers of the second glass fiber bundle 3 cannot be ground at an angle 12, but can be formed with an end surface perpendicular to their longitudinal axis.
  • the shadow effect can then also be adjusted by the axial distance of the distal end 3.2 of the second glass fiber bundle 3 from the image axis 4.
  • the light for the fiber optic bundles 2 and 3 is coupled separately into the respective fiber optic cable connections 6 and 7.
  • the light from the two glass fiber bundles 2 and 3 overlaps in the room under consideration.
  • An object 8 brought into the viewing space casts a shadow 9 on the image background 10 due to the light emerging from the distal end 3.2 of the second glass fiber bundle 3 due to the distance between the lens 1.1 arranged at the distal end 1.2 and the light exit 3.2 of the second glass fiber bundle 3 the shadow 9 and the projection of the object 8 onto the image background 10 do not overlap from the distal end surface of the lens 1.1.
  • the surgeon looking through the eyepiece 1.3 consequently perceives the shadow of the object 8 on the image background 10.
  • the distance between the light exits 2.2 and 3.2 of the two glass fiber bundles 2 and 3 and their light exit directions 2.1 and 3.1, which are inclined relative to one another, have the effect that the space under consideration is advantageously illuminated more diffusely or more evenly and the topography contrast on the image background 10 also increases the object 8 under consideration is increased, as a result of which the operator is made considerably easier to work due to the increased plasticity of the bilo display.
  • the inclination of the part of the optical lens 4 extending from the lens 1.1 in the direction of the surgeon's view to the longitudinal axis 1.5 of the endoscope in the direction of the second glass fiber bundle 3 causes the entire field of view 4.1 captured by the lens 1.1 to be inclined to the longitudinal axis of the endoscope.
  • the light cone 3.5 emerging from the second glass fiber bundle 3 and inclined in the same direction as the optical image axis ⁇ to the longitudinal axis 1.5 illuminates the entire field of view 4.1 up to a certain maximum distance of the endoscope from the image background 10, without a substantial part of the field of vision 4.1 being shaded from the part of the endoscope which extends between the light exit 3.2 of the second glass fiber bundle 3 and the distal end 1.2 of the endoscope.
  • FIG. 2 shows a plan view of the distal end 1.2 of an endoscope, which essentially corresponds to the endoscope from FIG. 1.
  • the difference to the endoscope from FIG. 1 is that the end surface at the distal end 3.2 "of the second glass fiber bundle 3" is located on the longitudinal axis 3.3 "of the second glass fiber bundle 3", which is why the longitudinal axis 3.3 "also forms the light exit axis of the second glass fiber bundle 3" .
  • the glass fibers of the first glass fiber bundle 2 are arranged coaxially around the optics 1 over a winding range of approximately 180 ° and the glass fibers of the second glass fiber bundle 3 over a winding range of approximately 120 °.
  • the first and second glass fiber bundles 2 and 3 have a crescent-shaped cross section.
  • insufflation channels 14.1 and 14.2, a winding channel 15 and a drying channel 15.2 formed in a separate lumen are integrated in the endoscope, which are arranged between the second glass fiber bundle 3 and the optics 1.
  • the insufflation channels 14.1 and 14.2 can be used to sulfate, for example, CO 2 gas, while isotonic winding liquid is pumped through the winding channel 15.1 and a drying gas is passed through the drying channel 15.2.
  • the respective distal ends of the insufflation channels 14.1 and 14.2, the winding channel 15.1 and the drying channel 15.2 are by means 16 and 17 completed for beam shaping.
  • the means for beam shaping formed on the insufflation channels 14.1 and 14.2 consist of a cap 16 in the form of a hemispherical shell, which closes off the respective channels 14.1 and 14.2.
  • This cap 16 is provided with an opening 16.1 which directs the insufflation gas flow onto the objective 1.1.
  • the distal end 1.2 of the endoscope and in particular the image exit surface of the objective 1.1 is cleaned with the aid of the gas flow and the coil liquid flow. This prevents, during surgical interventions with energetic therapy devices, for example high-frequency surgery or laser surgery, that the distal end 1.2 of the endoscope, mso special oas lens 1.1, is permanently contaminated and makes further work difficult or very impossible.
  • the optical environment is 90 to 100% saturated CO 2 gas at body temperature, so that the distal image-emitting surface of the lens 1.1, according to the dew point curve, fogs up more or less depending on its current temperature.
  • the heater 18 is integrated into the endoscope in such a way that the entire instrument, including the hollow tube 19, the insufflation gas, the rinsing liquid and the lens 1.1 are kept at body temperature and moisture condensation, ie fogging of the lens 1.1, ie the distal Image entry area of the optics 1 is avoided.
  • FIG. 3 shows a section through the distal end of the endoscope, which is similar in principle to the endoscope from FIG. 3.
  • the course of the cut corresponds to a section along the line III-III from FIG. 2.
  • the embodiment from FIG. 3 differs from the embodiment from FIG. 2 in that the heater in the example shown in FIG. 3 consists of an electric heating coil 18 ', which has the length of the endoscope is embedded in the sleeve tube 19 of the endoscope and likewise the entire endoscope is kept at body temperature as described above.
  • the hemispherical shell-shaped cap 16 'formed on the insufflation channels 14.1' and 14.2 ', which closes off the respective channels 14.1' and 14.2 ', is each provided with an opening 16.1' which the insufflation gas flow directs onto the lens 1.1 in such a way that the flow of the insufflation gas keeps pyrolysis products, smoke and contaminating splashes away from the image-emitting surface at the distal end 1.2 of the optics 1. Consequently, in this exemplary embodiment, the winding channel 15.1 and the drying channel 15.2 or an integrated solution winding / drying channel was dispensed with.
  • the duct 15.2 is designed as an aspiration duct for removing flue gas from the treated body cavity.
  • the embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different types.

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Abstract

Endoscope comprising a jacket tube (19), an optic (1) and a heating device (18) whereby said heating device is provided inside the jacket tube (19) and is so dimensioned that the entire instrument is substantially heated to body temperature when used.

Description

Endoskop mit Beheizung Endoscope with heating
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Endoskop gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an endoscope according to the preamble of claim 1.
Es ist grundsatzlich davon auszugehen, daß ein starres Endoskop aus einer für die Bildgebung verwendeten Optik und aus einer Lichtquelle, zumeist ausgeführt in Lichtwellen- leitertechnik, zur Beleuchtung des betrachteten Ob ekts Desteht .In principle, it can be assumed that a rigid endoscope consisting of an optical system used for imaging and a light source, usually implemented using fiber optic technology, is used to illuminate the object under consideration.
Weiterhin ist bekannt, daß es bei Temperaturunterscmeden zwischen einer Optik und deren Umgebung einen von dem Sat- tigungsgrad (relative Luftfeuchtigkeit) abhangigen Feuchtigkeitsniederschlag an der Optik gibt. Im h er betrachteten Anwendungsfall der Endoskopie ist die Optikumgebung zu 90 - 100% gesättigtes C02-Gas bei Korpertemperatur, so daß die Frontlinse gemäß der Taupunktkurve abhangig von ihrer aktuellen Temperatur mehr oder weniger beschlagt.Furthermore, it is known that in the case of temperature differences between an optical system and its surroundings, there is a moisture precipitation on the optical system which is dependent on the degree of saturation (relative atmospheric humidity). In the application of endoscopy considered here, the optical environment is 90-100% saturated CO 2 gas at body temperature, so that the front lens fogs up more or less depending on its current temperature depending on the dew point curve.
Es ist weiterhin bekannt, daß bei chirurgischen Eingriffen mit energetischen Therapiegeraten, z.B. Hochfrequenz-Chirurgie oder Laser-Chirurgie, das distale Ende der Endosko- pe, insbesondere die distale B ldeintπttsflache der Optik, durch Pyrolyseprodukte (Rauch und Aerosole) verunreinigt wird. Die Rauchbildung zwischen der distalen Eintrittsflache der Optik und dem Beobachtungsfeld fuhrt ebenfalls zur starken Beeinträchtigung der Bildqualltat .It is also known that during surgery with energetic therapy devices, e.g. High-frequency surgery or laser surgery, the distal end of the endoscope, in particular the distal image surface of the optics, is contaminated by pyrolysis products (smoke and aerosols). The smoke formation between the distal entrance surface of the optics and the observation field also leads to a severe impairment of the image torture.
Alternative chirurgische Verfahren, z.B. die Applikation von Leistungsultraschall niedriger Frequenzen, kann ebenfalls zur Verunreinigung der distalen Bildemtrittsflache der Optik durch Spritzer und Gewebeteilchen fuhren. Bei einem endoskopische kontrollierten chirurgischen Eingriff können zudem Spritzer von Blut und anderen Flüssigkeiten auf die distale Bildemtrittsflache der Optik geraten, welche zu einer stark eingeschränkten endoskopischen Sicht fuhren.Alternative surgical procedures, such as the application of low-frequency power ultrasound, can also lead to contamination of the distal image-emitting surface of the optics by splashes and tissue particles. In the case of an endoscopic controlled surgical intervention, splashes of blood and other liquids can get on the distal image-emitting surface of the optics, which lead to a severely restricted endoscopic view.
Die oben aufgeführten Beeinträchtigungen der endoskopischen Sicht werden häufig durch extraκorporales Reinigen der distalen Bildemtrittsflache der Optik beseitigt. Dieses ist grundsätzlich zeitaufwendig und birgt ein vergrößertes Kom- plikationsrisiko, da wahrend dieser Zeit das Operationsgebiet nicht beobachtet werden kann.The above-mentioned impairments of the endoscopic view are often eliminated by extra-corporal cleaning of the distal image-emitting surface of the optics. This is fundamentally time-consuming and involves an increased risk of complications, since the area of operation cannot be observed during this time.
Es ist bekannt, daß eine integrierte Spulung der distalen Bildemtrittsflache der Optik mit nachfolgender Trocknung die Verunreinigungen effizient beseitigen kann. Hierzu ur- de in der von der Fa. Wiest, München, angebotene Losung ein konventionelles Endoskop m einem Hullrohr montiert, in dem sich zwei Kanäle für Spulung und Trocknung der distalen Bildemtritts lache der Optik befinden. Darüber hinaus befindet sich in dem Hullrohr ein bis zur distalen E tr tts- flache der Optik reichender Insufflationskanal und ein Aspirationskanal zur Absaugung von Gas (z.B. Rauch).It is known that integrated rinsing of the distal image exit surface of the optics with subsequent drying can efficiently remove the contaminants. For this purpose, a conventional endoscope was mounted in a hollow tube in the solution offered by Wiest, Munich, in which there are two channels for rinsing and drying the distal image emitting area of the optics. In addition, there is an insufflation channel extending to the distal entrance surface of the optics and an aspiration channel for the extraction of gas (e.g. smoke).
Es zeigt sich jedoch, daß der Feuchtigkeitsniederschlag der distalen Bildemtrittsflache der Optik durch Taubildung in dieser Ausfuhrung nicht nur nicht gelost, sondern durch die Zufuhrung von kalten Medien (Spulflussigkeit und Gas) zur distalen Bildemtrittsflache der Optik verstärkt wird.It turns out, however, that the precipitation of moisture in the distal image-emitting surface of the optics is not only not dissolved by the formation of dew in this embodiment, but is also increased by the supply of cold media (coil liquid and gas) to the distal image-emitting surface of the optics.
Es ist aus US-Patent 4,076,018, 2/78, bekannt, daß eine elektrische Beheizung der distalen Bildemtrittsflache der Optik den Feuchtigkeitsniederschlag verhindern kann. Die oben aufgeführten Verunreinigungen der distalen Bildeintrittsfläche der Optik werden durch Heizung derselbigen nicht verhindert.It is known from US Pat. No. 4,076,018, 2/78 that electrical heating of the distal image entrance surface of the optics can prevent the precipitation of moisture. The Contamination of the distal image entry surface of the optics listed above is not prevented by heating the same.
Aus US-Patent 5,207,213, 5/93, ist bekannt, daß eine Hei- zung der distalen Bildeintrittsfläche der Optik eines Endo- skops mit integrierter Spülung möglich ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Heizung mit konstanter Heizleistung betrieben. Es zeigt sich jedoch, daß eine konstante Beheizung der distalen Bildeintrittsfläche der Optik für eine Vermeidung des Feuchtigkeitsniederschlags unzureichend ist. Die abgeführte Wärmemenge wird durch die schwankenden Volumenströme der Spülung, Trocknung und Insufflation stark beeinflußt, so daß es in dieser Ausführung häufig zu einer starken Abkühlung der distalen Bildemtrittsflache der Op- tik und damit zu Taubildung kommt.From US Pat. No. 5,207,213, 5/93, it is known that the distal image entry surface of the optics of an endoscope can be heated with integrated irrigation. In this embodiment, the heater is operated with a constant heating power. It turns out, however, that constant heating of the distal image entry surface of the optics is insufficient for avoiding the precipitation of moisture. The amount of heat dissipated is strongly influenced by the fluctuating volume flows of the rinsing, drying and insufflation, so that in this embodiment there is often a strong cooling of the distal image area of the optics and thus dew formation.
Weiter ist bekannt, daß Spülflüssigkeit und Insufflations- gas auch extrakorporal angewärmt werden können. Die hierbei zum Einsatz kommenden Isolationsschläuche für die Zuführung schränken die Beweglichkeit des Instrumentes aufgrund ihrer Dicke, Schwere und Steifigkeit jedoch erheblich ein.It is also known that flushing liquid and insufflation gas can also be heated extracorporeally. The insulation hoses used for the feed, however, considerably restrict the mobility of the instrument due to its thickness, weight and rigidity.
Es hat sich gezeigt, daß dem Endoskop Wärme durch die Spülflüssigkeit, dem Volumenstrom des Insufflations- und Trocknungsgases sowie von dem extrakorporal befindlichen Endoskopanteil entzogen wird. Wärme zugeführt wird dem En- doskop durch die Absorption von Licht in den Beleuchtungsfasern und beim Lichteintritt und -austritt.It has been shown that heat is extracted from the endoscope by the flushing liquid, the volume flow of the insufflation and drying gas and by the extracorporeally located endoscope portion. Heat is supplied to the endoscope through the absorption of light in the illuminating fibers and when the light enters and exits.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop mit einer integrierten Heiz- und Reinigungsmöglichkeit zur Verfügung zu stellen, das die Optik während der gesam- ten Anwendung eine hochqualitative Sicht durch αie Optik gewährleistet.The invention is therefore based on the object of making available an endoscope with an integrated heating and cleaning possibility which the optics during the entire application ensures a high quality view through the optics.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Endoskop gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmaie gelöst.Starting from an endoscope according to the preamble of claim 1, this object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß während der gesamten Anwendung eine hochqualitative Sicht durch die Optik des Endoskops gewährleistet ist, wenn die Heizvorrichtung in dem Hüllrohr vorgesehen ist und derart dimensioniert ist, daß sie bei Benutzung das gesamte Instrument im wesentlichen auf Körpertemperatur erwärmt. Hierdurch wird in einfacher Weise sichergestellt, daß zwischen dem gesamten Endoskop und seiner Umgebung kein Temperaturgradient besteht, der zu einem die Sicht durch die Op- tik behindernden Niederschlag, insbesondere auf dem distalen Ende der Optik, führen könnte.The invention includes the technical teaching that a high quality view through the optics of the endoscope is ensured throughout the application if the heating device is provided in the cladding tube and is dimensioned such that it heats the entire instrument to body temperature when in use. This ensures in a simple manner that there is no temperature gradient between the entire endoscope and its surroundings, which could lead to precipitation which obstructs the view through the optics, in particular on the distal end of the optics.
Vorzugsweise sind in dem Hüllrohr weiterhin wenigstens ein Insufflationskanal und/oder wenigstens ein Spül- /Trocknungskanal der distalen Bildeintrittsfläche der Optik vorgesehen. Durch den Insufflationskanal kann z.B. C02-Gas in den Beobachtungsraum insuffliert werden und durch den Spül-/Trocknungskanal wechselweise eine isotonische Flüssigkeit bzw. ein Trocknungsgas. Der Insufflationskanal bzw. der Spül-/Trocknungskanal ist vorzugsweise zwischen dem zweiten Glasfaserbündel und der Optik angeordnet ist, so daß hierdurch in einfacher Weise ein seitlicher Abstand zwischen der Lichtaustrittsrichtung am Lichtaustritt des zweiten Glasfaserbündels in Bezug auf die Blickrichtung am distalen Ende der Optik erzielt ist, der alleine schon eine für die erwünschte Schattenwirkung erforderliche Parallaxe sicherstellt.Preferably, at least one insufflation channel and / or at least one rinsing / drying channel of the distal image entry surface of the optics are also provided in the cladding tube. For example, CO 2 gas can be insufflated into the observation room through the insufflation channel and alternatively an isotonic liquid or a drying gas through the flushing / drying channel. The insufflation channel or the rinsing / drying channel is preferably arranged between the second glass fiber bundle and the optics, so that a lateral distance between the light exit direction at the light outlet of the second glass fiber bundle with respect to the viewing direction at the distal end of the optics is thereby achieved in a simple manner , the one alone ensures parallax required for the desired shadow effect.
Vorzugsweise ist an den jeweiligen distalen Enden des Insufflationskanals und/oder des Spulkanals ein Mittel zur Strahlformung angebracht, so daß mit Hilfe des Gasstromes und/oder des Flussigkeitsstromes das distale Ende des Endo- skops und insbesondere die Bildemtrittsflache reinigbar ist. Ein Einsatz des Endoskops, beispielsweise bei chirurgischen Eingriffen mit energetischen Therapiegeraten, z.B. Hochfrequenz-Chirurgie oder Laser-Chirurgie, bei αem das distale Ende der Endoskope, sDesondere die Bildemtrittsflache der Optik, verunreinigt wird ist somit ohne störende Unterbrechungen zur Reinigung der Bildemtrittsflache der Optik möglich.A means for beam shaping is preferably attached to the respective distal ends of the insufflation channel and / or the winding channel, so that the distal end of the endoscope and in particular the image exit surface can be cleaned with the aid of the gas flow and / or the liquid flow. Use of the endoscope, e.g. for surgical interventions with energetic therapy devices, e.g. High-frequency surgery or laser surgery, in which the distal end of the endoscope, in particular the image entry area of the optics, is contaminated without any disruptive interruptions for cleaning the image entry area of the optics.
Bei Temperaturunterschieden zwischen einer Optik und deren Umgebung gibt es einen von dem Sättigungsgrad, d. h. der relativen Luftfeuchtigkeit, abhangigen Feuchtigkeitsniederschlag an der Optik. Im hier betrachteten Anwendungsfall der Endoskopie ist die Optikumgebung zu 90 bis 100% gesat- tigtes C02-Gas bei Korpertemperatur, so daß die distale Bildemtrittsflache der Optik gemäß der Taupunktkurve abhangig von ihrer aktuellen Temperatur mehr oder weniger stark beschlagt. In konsequenter Weiterfuhrung des Erfindungsgedankens wird durch die Heizung das Insufflationsgas, die Spulflussigkeit und/oder das Hullrohr einschließlich mindestens eines der Glasfaserbundel auf Korpertemperatur temperiert und so ein Beschlagen der distalen Bildemtrittsflache der Optik verhindert. Alternativ wird durch Temperieren der Optik und/oder den auf die Bildeintritts- flache gerichteten temperierten Gasstrom ein Beschlagen der distalen Bildemtrittsflache der Optik herabgesetzt ist. Bei besonders vorteilhaften Ausfuhrungen der Erfindung ist daß eine Regelungsvorrichtung für die Heizvorrichtung innerhalb des Hullrohrs vorgesehen ist, welche die Heizvorrichtung deaktiviert oder in ihrer Wirkung herabsetzt, wenn die Temperatur des Hüllrohrs die Korpertemperatur oder einen fest vorgegebenen Temperaturwert übersteigt. Hierdurch ist m einfacher Weise sichergestellt, daß zum einen das Endoskop nicht überhitzt wird und so unter Umstanden das umliegende Gewebe schädigt, zum anderen kann die Temperatur des Endoskops auch nicht unter eine Temperatur fallen, bei αer es zu einem Niederschlag, insbesondere auf dem α stalen Ende der Optik käme. Vorzugsweise liegt αer fest vorgegebene Temperaturwert bei 41°C, da hierbei ein Niederscnlag, insbesondere auf dem distalen Ende der Optik, besonders gut vermieden wird.In the case of temperature differences between an optic and its surroundings, there is a moisture precipitation on the optic which is dependent on the degree of saturation, ie the relative atmospheric humidity. In the application case of endoscopy considered here, the optical environment is 90 to 100% saturated CO 2 gas at body temperature, so that the distal image area of the optics, according to the dew point curve, steams up more or less depending on its current temperature. In a consistent continuation of the inventive concept, the heating insufflation gas, the rinsing liquid and / or the jacket tube, including at least one of the glass fiber bundles, is brought to body temperature and thus prevents the distal image-emitting surface of the optics from fogging up. As an alternative, the temperature of the optics and / or the tempered gas stream directed onto the image entry area is reduced by fogging of the distal image entry area of the optics. In particularly advantageous embodiments of the invention, a control device for the heating device is provided inside the jacket tube, which deactivates the heater or reduces its effect if the temperature of the jacket tube exceeds the body temperature or a predetermined temperature value. This ensures in a simple manner that, on the one hand, the endoscope is not overheated and may damage the surrounding tissue, on the other hand, the temperature of the endoscope cannot fall below a temperature in which it precipitates, especially on the α stalen The end of the optics would come. The fixed temperature value is preferably 41 ° C., since a low pressure, particularly on the distal end of the optics, is avoided particularly well.
Bei gunstigen Weiterbildungen der Erfindung ist αer Eingang der Regelvorrichtung mit einem Ausgang eines Temperatursensors verbunden, be dem es sich weiter vorzugsweise um einen veränderlichen Widerstand handelt. Der Widerstand des Temperatursensors wird kontinuierlich von der Regelvorrichtung erfaßt. In Abhängigkeit vom durch die Temperaturregelung erfaßten Widerstand des Temperatursensors schaltet die Regelvorrichtung die Heizungseinrichtung an bzw. ab oder erhöht bzw. drosselt deren Leistung. Die Temperaturregelung ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, daß an der Endoskop- spitze, also im Bereich der Bildemtrittsflache der Optik eine vorgewählte Temperatur, vorzugsweise 41°C, nicht überschritten wird. Es versteht sich aber, daß auch andere in bekannter Weise gestaltete Temperatursensoren verwendet werden können und daß weiterhin auch andere Grenztemperaturen vorgegeben sein können bzw. einstellbar sein können. Bei weiteren günstigen Ausf hrungen des er indungsgemaßen Endoskops sind der Spul- und Trocknungs anal durch zwei getrennte Lumen gebildet. Hierdurch ergibt s ch eine besonders einfach zu realisierende Fuhrung αes Spulflussig- keitsstromes und des Trocknungsgasstromes .In favorable developments of the invention, the input of the control device is connected to an output of a temperature sensor, which is also preferably a variable resistor. The resistance of the temperature sensor is continuously detected by the control device. Depending on the resistance of the temperature sensor detected by the temperature control, the control device switches the heating device on or off or increases or throttles its output. The temperature control is preferably designed in such a way that a preselected temperature, preferably 41 ° C., is not exceeded at the endoscope tip, that is to say in the area of the image exit surface of the optics. However, it goes without saying that other temperature sensors designed in a known manner can also be used and that further limit temperatures can also be predetermined or can be adjustable. In further favorable designs of the endoscope according to the invention, the winding and drying anal are formed by two separate lumens. This results in a particularly simple implementation of the winding liquid flow and the drying gas flow.
Vorzugsweise sind die Mittel zur Strahl ormung auf den Insufflationskanalen so ausgebildet, daß \ erunreimgungen von der Bildemtrittsflache der Optik ferngehalten werden. Hierdurch vereinfacht sich die Konstruktion des Endoskops in gunstiger Weise, da insbesondere ein Spul- /Trocknungskanal entfallen kann.The means for beam shaping on the insufflation channels are preferably designed in such a way that imperfections are kept away from the image exit surface of the optics. This simplifies the construction of the endoscope favorably, since in particular a rinsing / drying channel can be omitted.
Weiter vorzugsweise ist ein zusätzlicher Aspirationskanal zum Entfernen von Rauchgas aus der behanαelten Korperhohle vorgesehen.Further preferably, an additional aspiration channel for removing flue gas from the treated body cavity is provided.
Die Erfindung schließt weiterhin die technische Lehre ein, daß eine Vergrößerung der Piastizitat der Bildwiedergabe bei dreidimensionalen Objekten erzielbar ist, wenn die Lichtaustrittsrichtung am Lichtaustritt des zweiten Glasfa- serbundels m Bezug auf die Blickrichtung am distalen Ende der Optik, d. h. entlang der Bildachse αer Optik, seitlich um einen solchen Betrag versetzt ist, daß sich für Punkte auf einem betrachteten dreidimensionalen Objekt bezüglich des Lichtaustritts des zweiten Glasfaserbundeis und des distalen Endes der Optik eine Parallaxe ergibt, die einen von Null verschiedenen Wert besitzt. Aufgrund dieser Parallaxe decken sich der Schatten, den das betrachtete dreidimensionale Objekt infolge des aus dem zweiten Glasfaserbundel austretenden Lichts auf den Bildhintergrunα wirft, und die vom distalen Ende der Optik ausgehende Projektion des be- trachteten auf den Bildhmtergrund nicht. Der durch die Op- tik blickende Operateur nimmt folglich auf dem Bildhintergrund den Schatten des betrachteten dreidimensionalen Objekts wahr, wodurch die Piastizitat der Bildwiedergabe in einfacher Weise erhöht .vird. Diese Schattenoildung erleich- tert dem Arzt die räumliche Orientierung der endosko- pierten Korperhohle erheblich.The invention further includes the technical teaching that an increase in the plasticity of the image reproduction in three-dimensional objects can be achieved if the light exit direction at the light exit of the second glass fiber bundle m in relation to the viewing direction at the distal end of the optics, ie along the image axis of the optics, is offset laterally by an amount such that a parallax which has a value other than zero results for points on a three-dimensional object under consideration with regard to the light exit of the second glass fiber bundle and the distal end of the optics. Because of this parallax, the shadow that the three-dimensional object under consideration casts on the image background as a result of the light emerging from the second glass fiber bundle and the projection of the object under consideration on the image background from the distal end of the optics do not coincide. The through the The operator, who looks at the image, thus perceives the shadow of the three-dimensional object under consideration on the image background, as a result of which the plasticity of the image reproduction is increased in a simple manner. This shadow formation considerably facilitates the physician's spatial orientation of the endoscoped body cavity.
Ein weiterer Vorteil des erfmdungsgemaßen Endoskops liegt darin, daß sich das Licht der beiden Glasfaserbunoei im betrachteten Raum überlagert. Bezüglich des Lichtaustritts des ersten und des zweiten Glasfaseroundels entsteht ebenfalls eine von Null verschiedene Parallaxe, aargru α derer eine ungleichmäßige Lichtverteilung im beobachteten Raum erzielt wird, die wiederum den Topographiekontrast auf dem betrachteten Objekt uno auf dem Bildhintergrund ernoht und diese in vorteilhafter Weise für den Operateur somit eDen- falls plastischer in Erscheinung treten laßt. Zudem wird der betrachtete Raum diffuser bzw. gleichmäßiger ausgeleuchtet .Another advantage of the endoscope according to the invention lies in the fact that the light from the two glass fiber bunoes overlaps in the space under consideration. With respect to the light output of the first and second Glasfaseroundels entste h also t a non-zero parallax aargru α which is obtained a non-uniform light distribution in the observed space, which in turn uno ernoht the topography contrast of the viewed object to the image background, and this in an advantageous manner for thus let the surgeon appear more plastic. In addition, the space under consideration is illuminated more diffusely or more evenly.
Der Lichtaustritt des zweiten Glasfaserbundeis kann dabei in einem entsprechenden Abstand senkrecht zur Langsachse des Endoskops neben dem distalen Ende der Optik angeordnet sein. In Anbetracht des gering zu haltenden Endoskopdurch- messers ist die hierbei erzielbare Parallaxe und die dadurch bedingte Schattenbildung jedoch relativ begrenzt. Vorzugsweise ist daher der Lichtaustritt des zweiten Glas- faserbundels um einen Abstand (d) vom distalen Ende der Optik zurückversetzt vorgesehen. Hierdurch ist auch bei geringem Endoskopdurchmesser eine relativ große Parallaxe und damit eine besonders plastische Bildwiedergabe erzielbar. Vorzugsweise betragt der Abstand (d) etwa 5 bis 50 mm. Bei vorteilhaften Ausführungen der Erfindung sind die Glasfasern des ersten und/oder des zweiten Glasfaserbundeis über einen Winkelbereich verteilt koaxial um die Optik herum angeordnet. Hierdurch wird insbesondere bei zurückver- setztem zweitem Glasfaserbündel eine Verschattung eines beträchtlichen Teiles des Beobachtungsraumes durch das distale Ende der Optik oder des Hüllrohres vermieden und so eine besonders günstige Ausleuchtung des Beobachtungsraumes erzielt. Vorzugsweise weisen das erste und/oder zweite Glas- faserbundel dabei einen sichelförmigen Querschnitt auf, da sich hierdurch eine besonders homogene Verteilung des aas dem jeweiligen Glasfaserbundel austretenden Licnts ergibt.The light exit of the second bundle of glass fibers can be arranged at a corresponding distance perpendicular to the longitudinal axis of the endoscope next to the distal end of the optics. In view of the small endoscope diameter, the parallax that can be achieved and the resulting shadow formation are relatively limited. The light exit of the second glass fiber bundle is therefore preferably provided set back a distance (d) from the distal end of the optics. As a result, a relatively large parallax and thus particularly plastic image reproduction can be achieved even with a small endoscope diameter. The distance (d) is preferably about 5 to 50 mm. In advantageous embodiments of the invention, the glass fibers of the first and / or the second glass fiber bundle are arranged coaxially around the optics over an angular range. In this way, in particular when the second glass fiber bundle is set back, shading of a considerable part of the observation space by the distal end of the optics or the cladding tube is avoided, and thus a particularly favorable illumination of the observation space is achieved. The first and / or second glass fiber bundle preferably have a crescent-shaped cross section, since this results in a particularly homogeneous distribution of the license emerging from the respective glass fiber bundle.
Bei besonders günstigen Weiterbildungen der Erfindung ist die Lichtaustrittsrichtung des zweiten Glasfaserbundeis und/oder die Blickrichtung der Optik zur Bildachse der Optik bzw. zur Längsachse des Hüllrohrs geneigt ausgerichtet. Die Neigung der Lichtaustrittsrichtung des zweiten Glasfa- serbundels zur Bildachse der Optik bewirkt dabei, daß die aus dem zweiten Glasfaserbundel austretenden Lichtstrahlen das von der Optik erfaßte Blickfeld im wesentlichen voll- standig ausleuchten, wodurch eine entsprechende Schattenbildung über das von der Optik erfaßte Blickfeld sichergestellt ist.In particularly advantageous developments of the invention, the light exit direction of the second glass fiber bundle and / or the viewing direction of the optics is oriented inclined to the image axis of the optics or to the longitudinal axis of the cladding tube. The inclination of the light exit direction of the second glass fiber bundle to the image axis of the optics has the effect that the light beams emerging from the second glass fiber bundle essentially completely illuminate the field of view captured by the optics, whereby a corresponding shadow formation over the field of vision captured by the optics is ensured .
Die Neigung der Blickrichtung der Optik, d. h. der opti- sehen Bildachse der Optik, zur Längsachse des Endoskops bewirkt eine Neigung des gesamten durch die Optik erfaßten Blickfeldes. Hierdurch wird zum einen in einfacher Weise erreicht, daß die aus dem zweiten Glasfaserbundel austretenden, entsprechend eingestellten Lichtstrahlen das gesam- te von der Optik erfaßte Blickfeld ausleuchten können, ohne daß ein wesentlicher Teil des Blickfeldes von dem sich zwi- sehen dem Lichtaustritt des zweiten Glasfaseroundeis unα αem distalen Ende des Endoskops erstreckenden Teil des Endoskops verschattet wird. Zum anderen wird αaduren erreicht, αaß die Parallaxe von Punkten im betrachteten Raum bezüglich des Lichtaustritts des zweiten Giasraserbundels und des distalen Endes der Optik über weite Tene des αurc.^ die Optik erfaßten Blickfeldes einen von Null verschiedenen Wert besitzt, weshalb sich ein für αen Operateur sichtbarer Schattenwurf ergibt.The inclination of the viewing direction of the optics, ie the optical image axis of the optics, to the longitudinal axis of the endoscope causes an inclination of the entire field of view captured by the optics. In this way, on the one hand, it is achieved in a simple manner that the correspondingly adjusted light beams emerging from the second glass fiber bundle can illuminate the entire field of view captured by the optics without a substantial part of the field of vision from which see the light exit of the second Glasfaseroundei unα αem the distal end of the endoscope extending part of the endoscope is shadowed. On the other hand, αaduren is achieved, that the parallax of points in the space under consideration with respect to the light emission of the second Giasraser bundle and the distal end of the optics over wide tenes of the αurc visible shadow cast results.
Eine besonders gute Ausleuchtung und Schatte'.oildung im αurch die Optik erfaßten Blickfeld ergibt sicr msDescnde- re, wenn dabei die Lichtaustrittsricntung des zweiten Glas- faserbundels und die Blickrichtung der Optik z_r Langsacnse des Hullrohrs gleichsinnig geneigt ausgerichtet sind.Particularly good illumination and shading in the field of view captured by the optics results in msDescender if the light exit direction of the second bundle of glass fibers and the direction of the optics are inclined in the same direction for the longitudinal axis of the hollow tube.
Vorzugsweise schließt die Lichtaustrittsrichtung des zweiten Glasfaserbundeis mit der Blickrichtung der Optik einen Winkel α großer Null ein, so daß die aus dem zweiten Glasfaserbundel austretenden Lichtstrahlen aas duren αie Optκ erfaßte Blickfeld ausleuchten.The light exit direction of the second glass fiber bundle preferably encloses an angle α greater than zero with the viewing direction of the optics, so that the light beams emerging from the second glass fiber bundle illuminate the field of view detected by the opt κ.
Bei bevorzugten Ausfuhrungen des erf dungsgemaßen Endoskops ist das zweite Glasfaserbundel in das Hullrohr integriert, wodurch sich in einfacher Weise ein für Bescnadi- gungen der Beleuchtungseinrichtungen wenig anfälliges Endoskop ergibt.In preferred embodiments of the endoscope according to the invention, the second glass fiber bundle is integrated in the tubular tube, which results in a simple endoscope that is not very susceptible to damage to the lighting devices.
Die Glasfasern des zweiten Glasfaserbundeis weisen eine planar geschliffene, senkrecht zu deren Längsrichtung gerichtete Stirnflache auf. Sie können aber auch in einemThe glass fibers of the second glass fiber bundle have a planar ground end surface that is oriented perpendicular to their longitudinal direction. But you can also in one
Winkel ß zu einer solchen Stirnflache geneigt angeschliffen sein. Hierdurch kann der Neigungswinkel der Lichtaustritts- richtung zur Langsachse des Hullrohrs bzw. deren Winkel α zur Bildachse der Optik in einfacher Weise eingestellt werden, ohne daß die Glasfasern selbst unter einem entsprechenden Winkel zur Langsachse des Hullronrs bzw. zur Bildachse der Optik angeordnet sein müssen.Angle β to be ground to such an end face inclined. As a result, the angle of inclination of the light exit Direction to the longitudinal axis of the Hull tube or its angle α to the image axis of the optics can be set in a simple manner without the glass fibers themselves having to be arranged at a corresponding angle to the longitudinal axis of the Hullronr or to the image axis of the optics.
Bei besonders gunstigen Weiterbildungen αes erfmαungsgema- ßen Endoskops ist der Lichtaustritt des zweiten, insbesondere planar geschliffenen, Glasfaserbundeis langsverschieb- lich in Bezug auf das Hullrohr angeordnet. Hierdurch kann in einfacher Weise der Abstand zwischen de™ϊ Lichtaustritt des zweiten Glasfaseroundels und dem distalen Ende der Optik variiert werden, wodurch sich auch die Parallaxe der Punkte in Betrachtungsraum hinsichtlich dieser beiden Bezugspunkte ändert, wodurch wiederum der vom Betrachter ein- sehbare Schattenwurf im Betrachtungsraum befindlicher Objekte eingestellt werden kann.In the case of particularly favorable further developments of the endoscope according to the invention, the light exit of the second, in particular planarly ground, glass fiber bundle is arranged so as to be slowly displaceable with respect to the hollow tube. In this way, the distance between the light exit of the second glass fiber bundle and the distal end of the optics can be varied in a simple manner, as a result of which the parallax of the points in the viewing space also changes with respect to these two reference points, which in turn causes the shadow cast in the viewing space that can be seen by the viewer objects can be set.
Bei bevorzugten Weiterbildungen des erf dungsgemaßen Endoskops sind die proximalen Enden des ersten und des zweiten Glasfaseroundel in einem Lichtleitkabelanschluß zusammenge- faßt. Vorzugsweise ist die Anzahl der einzelnen Glasfasern des ersten und zweiten Glasfaserbundeis dabei jeweils der zu übertragenden Lichtmenge angepaßt.In preferred developments of the endoscope according to the invention, the proximal ends of the first and the second glass fiber bundle are combined in an optical fiber connection. The number of individual glass fibers of the first and second glass fiber bundles is preferably adapted to the amount of light to be transmitted.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrung der Erfindung anhand der Figuren naher dargestellt. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:
Figur 1 eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausfuhrungs- beispiels der Erfindung, Figur 2 eine Draufsicht auf das distale Ende Endeskops,FIG. 1 shows a side view of a preferred exemplary embodiment of the invention, FIG. 2 shows a plan view of the distal end of the endoscope,
Figur 3 einen Schnitt durch das distale Ende erf - dungsgemaßen des Endoskops.Figure 3 shows a section through the distal end of the endoscope according to the invention.
Figur 1 zeigt ein langgestrecktes, starres Enoos<op mit ei- ner in einem Hullrohr 19 integrierten Optik 1, αem ersten Glasfaserbundel 2 und dem zweiten Glasfaserbundel 3. Die Optik 1 umfaßt dabei ein Objektiv 1.1, das am distalen Ende 1.2 des Endoskops, d. h. am dem zu betrachtenden Objekt zugewandten Ende des Endoskops angebracht ist, unα ein Okular 1.3, das sich an dem proximalen Ende 1.4 αes Zndosκops, d.h. am dem Operateur zugewandten Ende des Endos .θDs Defindet.FIG. 1 shows an elongated, rigid Enoos <op with an optic 1 integrated in a hollow tube 19, the first glass fiber bundle 2 and the second glass fiber bundle 3. The optic 1 comprises an objective 1.1 that is attached to the distal end 1.2 of the endoscope, ie . H. is attached to the end of the endoscope facing the object to be viewed, and an eyepiece 1.3, which is located at the proximal end 1.4 of the zndoscope, i.e. at the end of the endos .θDs facing the surgeon.
In dem Endoskop ist innerhalb des Hullrohrs 19 eine Heizung 18 vorgesehen, die das gesamte Instrument auf einer be- stimmten vorgegebenen Temperatur halt. Hierzu ist die Heizung 18 mit einer Regelungsvorrichtung 20 verbunden, die die Heizaktivitat der Heizung 18 regelt. Die Reσelungsvor- πchtung 20 deaktiviert die Heizvorrichtung 18 oαer setzt diese m ihrer Wirkung herab, wenn die Temperatur des Hull- rohrs 19 einen fest vorgegebenen Temperaturwert von 1°C übersteigt. Um die Regelung der Temperatur des Endoskops, insbesondere der Temperatur des distalen Endes 1.2 des Endoskops zu gewahrleisten ist im distalen Ende 1.2 des Endoskops ein Temperatursensor 21 angeordnet, der mit dem Ein- gang der Regelvorrichtung 20 verbunden ist. Bei dem Temperatursensor 21 handelt es sich um einen mit der jeweiligen Temperatur veränderlichen Widerstand. Der Widerstand des Temperatursensors 21 wird kontinuierlich von der Regelvorrichtung 20 erfaßt. In Abhängigkeit vom durch die Tempera- turregelung 20 erfaßten Widerstand des Temperatursensors 21 schaltet die Regelvorrichtung 20 die Heizung 18 an bzw. ab oder erhöht bzw. drosselt deren Leistung. Die Temperaturregelung ist so ausgelegt, daß an αer Endoskopspitze 1.2 eine der Temperatur von 41°C nicht überschritten wird. Es ver- steht sich aber, daß auch andere bekannter Weise gestaltete Temperatursensoren verwendet werden können und daß weiterhin auch andere Grenztemperaturen vorgegeben sein können bzw. einstellbar sein können.A heater 18 is provided in the endoscope within the sheath tube 19, which maintains the entire instrument at a certain predetermined temperature. For this purpose, the heater 18 is connected to a control device 20 which regulates the heating activity of the heater 18. The control device 20 deactivates the heating device 18 or reduces its effect if the temperature of the casing tube 19 exceeds a predetermined temperature value of 1 ° C. In order to ensure the regulation of the temperature of the endoscope, in particular the temperature of the distal end 1.2 of the endoscope, a temperature sensor 21 is arranged in the distal end 1.2 of the endoscope, which is connected to the input of the control device 20. The temperature sensor 21 is a resistor that varies with the respective temperature. The resistance of the temperature sensor 21 is continuously detected by the control device 20. Depending on the resistance of the temperature sensor 21 detected by the temperature control 20 the control device 20 switches the heater 18 on or off or increases or throttles its output. The temperature control is designed so that a temperature of 41 ° C is not exceeded at the αer endoscope tip 1.2. However, it goes without saying that other known temperature sensor designs can also be used and that further limit temperatures can also be predetermined or can be adjustable.
Die Regelvorrichtung regelt im gezeigten Ausfuhrungsbei- spiel nicht nur die Temperatur des Endoskops, sondern stellt gleichzeitig αie Energie für die Heizung 18 zur Verfugung. Es versteht sich naturlich, daß aber bei anderen Ausfuhrungen der Erfindung auch eine gesonderte Energiequelle für die Heizung 18 vorgesenen sein kann.In the exemplary embodiment shown, the regulating device not only regulates the temperature of the endoscope, but at the same time provides the energy for the heater 18. It goes without saying that, in other embodiments of the invention, a separate energy source for the heater 18 can also be provided.
Das Objektiv 1.1 ist so am distalen Ende 1.2 des Endoskops angeordnet, daß die optische Bildachse 4 des Objektivs 1.1 - und damit der Optik 1 - zur Langsachse 1.5 des Endoskops um einen Winkel von ca. 30° geneigt verlauft. Die weist dabei eine zur Langsachse 1.5 senkrechte Verlaufskomponente auf, die in Richtung der Seite αes Endoskops weist, an der das zweite Glasfaserbundel 3 angeordnet ist. Der in Blickrichtung des Operateurs vom Objektiv 1.1 ausgehende Teil der optischen Bildachse 4 ist somit zur Langsachse 1.5 des Endoskops um den genannten Winkel in Richtung der Seite des Endoskops geneigt, an der das zweite Glasfaserbundel 3 angeordnet ist.The objective 1.1 is arranged at the distal end 1.2 of the endoscope in such a way that the optical image axis 4 of the objective 1.1 - and thus the optics 1 - is inclined at an angle of approximately 30 ° to the longitudinal axis 1.5 of the endoscope. This has a course component perpendicular to the longitudinal axis 1.5, which points in the direction of the side of the endoscope on which the second glass fiber bundle 3 is arranged. The part of the optical image axis 4 which extends from the lens 1.1 in the operator's line of sight is thus inclined to the longitudinal axis 1.5 of the endoscope by the aforementioned angle in the direction of the side of the endoscope on which the second glass fiber bundle 3 is arranged.
Der Lichtaustritt 2.2 am distalen Ende des ersten Glasfa- serbundels 2 ist ebenfalls am distalen Ende 1.2 des Endoskops angeordnet, wobei das erste Glasfaserbundel 2 so aus- gerichtet ist, daß seine Lichtaustrittsachse 2.1 parallel zur Bildachse 4 des Objektivs 1.1 verlauft. Das zweite Glasfaserbundel 3 ist am Endoskop in Längsrichtung des Endoskops von dessen distalem Ende 1.2 zurückversetzt angeordnet. In Längsrichtung des Endoskops entspricht der Ab- stand (d) des Lichtaustritts 3.2 am distalen Ende des Glas- faserbundels 3 vom distalen Ende 1.2 des Endoskops im gezeigten Beispiel etwa dem dreifachen Durchmesser des Endoskops an seinem distalen Ende 1.2. Je nach Durchmesser des Endoskops betragt der Abstand (d) zwischen 5 und 50 mm. Die Lichtaustrittsachse 3.1 des zweiten Glasfaserbundeis 3 ist unter einem Winkel 5 (also dem Winkel α) zur Bilαachse 4 des Objektivs 1.1 geneigt, der bei dem dargestellten Aus- fuhrungsbeispiel etwa 15° betragt. Es versteht sich, daß der Winkel 5 - entsprechend den vorliegenden Voraussetzun- gen - auch anders gewählt sein kann.The light exit 2.2 at the distal end of the first glass fiber bundle 2 is likewise arranged at the distal end 1.2 of the endoscope, the first glass fiber bundle 2 being oriented such that its light exit axis 2.1 is parallel to the image axis 4 of the lens 1.1. The second glass fiber bundle 3 is arranged on the endoscope in the longitudinal direction of the endoscope set back from its distal end 1.2. In the longitudinal direction of the endoscope, the distance (d) of the light exit 3.2 at the distal end of the glass fiber bundle 3 from the distal end 1.2 of the endoscope in the example shown corresponds approximately to three times the diameter of the endoscope at its distal end 1.2. Depending on the diameter of the endoscope, the distance (d) is between 5 and 50 mm. The light exit axis 3.1 of the second glass fiber bundle 3 is inclined at an angle 5 (ie the angle α) to the image axis 4 of the objective 1.1, which is approximately 15 ° in the exemplary embodiment shown. It goes without saying that the angle 5 - according to the present requirements - can also be selected differently.
Um den Winkel 5 der Lichtaustrittsachse 3.1 des zweiten Glasfaserbundeis 3 zur Bildachse 4 des Objektivs 1.1 einzustellen, sind die Glasfasern des zweiten Glasfaserbundeis 3 am Lichtaustritt 3.2 abgeschrägt ausgebildet. Die Stirnfla- ehe der Glasfasern am Lichtaustritt 3.2 ist dabei unter einem Winkel 12 {also dem Winkel ß) von - beim vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel - etwa 13° zur Normalebene 3.4 auf der Langsachse 3.3 des zweiten Glasfaserbundeis 3 geneigt, wobei die Stirnflache dem Endoskop zugewandt ist. Hierdurch weist die Lichtaustrittsachse 3.1 des zweiten Glasfaserbun- dels 3 in Lichtaustrittsrichtung vom Endoskop weg. Um die Abschragung am distalen Ende 3.2 des zweiten Glasfaserbun- dels 3 zu erzielen, sind die Glasfasern entsprechend planar geschliffen. Die Winkel 5 und 12 (also und ß) stehen in einem direkten Zusammenhang. Das zweite Glasfaserbundel 3 ist in Längsrichtung des Endoskops verschieblich am Endoskop angeordnet. Hierdurch kann der einem Abstand des Lichtaustritts 3.2 des zweiten Glasfaserbündels 3 vom distalen Ende 1.2 des Endoskops und da- mit dem distalen Ende des Objektivs 1.1 variiert werden. Durch sinnvolle Wahl dieses Abstandes wird die Schattenwirkung kontrastreich eingestellt.In order to adjust the angle 5 of the light exit axis 3.1 of the second glass fiber bundle 3 to the image axis 4 of the objective 1.1, the glass fibers of the second glass fiber bundle 3 are bevelled at the light exit 3.2. The end face of the glass fibers at the light exit 3.2 is inclined at an angle 12 (ie the angle β) from — in the present exemplary embodiment — approximately 13 ° to the normal plane 3.4 on the longitudinal axis 3.3 of the second glass fiber bundle 3, the end face facing the endoscope . As a result, the light exit axis 3.1 of the second glass fiber bundle 3 points away from the endoscope in the light exit direction. In order to achieve the bevel at the distal end 3.2 of the second glass fiber bundle 3, the glass fibers are ground planar accordingly. The angles 5 and 12 (ie and ß) are directly related. The second glass fiber bundle 3 is arranged displaceably on the endoscope in the longitudinal direction of the endoscope. In this way, the distance between the light exit 3.2 of the second glass fiber bundle 3 and the distal end 1.2 of the endoscope and thus the distal end of the objective 1.1 can be varied. The shadow effect is set with high contrast by a sensible choice of this distance.
Es versteht sich jedoch, daß bei weiteren vorteilhaften Ausbildungen der Erfindung die Glasfasern des zweiten Glas- faserbündels 3 nicht mit einem Winkel 12 angeschliffen, sondern mit einer zu ihrer Längsachse senkrechten Endfläche ausgebildet sein können. Hierbei kann die Schattenwirkung dann ebenfalls durch die axiale Entfernung des distalen Endes 3.2 des zweiten Glasfaserbündels 3 zur Bildachse 4 ein- gestellt werden.It goes without saying, however, that in further advantageous embodiments of the invention, the glass fibers of the second glass fiber bundle 3 cannot be ground at an angle 12, but can be formed with an end surface perpendicular to their longitudinal axis. The shadow effect can then also be adjusted by the axial distance of the distal end 3.2 of the second glass fiber bundle 3 from the image axis 4.
Das Licht für die Glasfaserbundel 2 und 3 wird getrennt in die jeweiligen Lichtleiterkabelanschlüsse 6 und 7 eingekoppelt. Das Licht der beiden Glasfaserbundel 2 und 3 überlagert sich im betrachteten Raum. Ein in den Betrachtungsraum eingebrachter Gegenstand 8 wirft bedingt durch das aus dem distalen Ende 3.2 des zweiten Glasfaserbündels 3 austretende Licht einen Schatten 9 auf den Bildhintergrund 10. Aufgrund des Abstandes zwischen dem am distalen Ende 1.2 angeordneten Objektiv 1.1 und dem Lichtaustritt 3.2 des zweiten Glasfaserbündels 3 decken sich der Schatten 9 und die Projektion des Gegenstandes 8 auf den Bildhintergrund 10 ausgehend von der distalen Endfläche des Objektivs 1.1 nicht. Der durch das Okular 1.3 blickende Operateur nimmt folglich auf dem Bildhintergrund 10 den Schatten des Gegenstandes 8 wahr. Der Abstand zwischen den Lichtaustritten 2.2 und 3.2 der beiden Glasfaserbundel 2 und 3 und ihre zueinander geneigt verlaufenden Lichtaustrittsrichtungen 2.1 und 3.1 bewirken im übrigen, daß der betrachtete Raum in vorteilhafter Weise diffuser bzw. gleichmäßiger ausgeleuchtet wird und der Topographiekontrast auf dem Bildhintergrund 10 aoer auch auf dem betrachteten Gegenstand 8 erhöht wird, wodurch dem Operateur infolge der erhöhten Piastizitat der Bilowiedergabe das Arbeiten wesentlich erleichtert wird.The light for the fiber optic bundles 2 and 3 is coupled separately into the respective fiber optic cable connections 6 and 7. The light from the two glass fiber bundles 2 and 3 overlaps in the room under consideration. An object 8 brought into the viewing space casts a shadow 9 on the image background 10 due to the light emerging from the distal end 3.2 of the second glass fiber bundle 3 due to the distance between the lens 1.1 arranged at the distal end 1.2 and the light exit 3.2 of the second glass fiber bundle 3 the shadow 9 and the projection of the object 8 onto the image background 10 do not overlap from the distal end surface of the lens 1.1. The surgeon looking through the eyepiece 1.3 consequently perceives the shadow of the object 8 on the image background 10. The distance between the light exits 2.2 and 3.2 of the two glass fiber bundles 2 and 3 and their light exit directions 2.1 and 3.1, which are inclined relative to one another, have the effect that the space under consideration is advantageously illuminated more diffusely or more evenly and the topography contrast on the image background 10 also increases the object 8 under consideration is increased, as a result of which the operator is made considerably easier to work due to the increased plasticity of the bilo display.
Die Neigung des in Blickrichtung des Operateurs vom Objektiv 1.1 ausgehenden Teiles der optischen Bilαacnse 4 zur Längsachse 1.5 des Endoskops in Richtung des zweiten Glas- faserbundels 3 bewirkt eine Neigung des gesamten durch das Objektiv 1.1 erfaßten Blickfeldes 4.1 zur Langsachse des Endoskops. Hierdurch wird zum einen in einfacher Weise erreicht, daß der aus dem zweiten Glasfaserbundel 3 austretende, gleichsinnig mit der optischen Bildachse Λ zur Langsachse 1.5 geneigte Lichtkegel 3.5 - bis zu einer bestimmten Maximalentfernung des Endoskops vom Bildhinter- grund 10 - das gesamte Blickfeld 4.1 ausleuchtet, ohne daß ein wesentlicher Teil des Blickfeldes 4.1 von oem sich zwischen dem Lichtaustritt 3.2 des zweiten Glasfaserbundeis 3 und dem distalen Ende 1.2 des Endoskops erstreckenden Teil des Endoskops verschattet wird. Zum anderen wird dadurch erreicht, daß die Parallaxe von Punkten auf dem Gegenstand 8 bezüglich des Lichtaustritts 3.2 des zweiten Glasfaserbündels 3 und der distalen Endflache des Objektivs 1.1 über weite Teile des Blickfeldes 4.1 einen von Null verschiedenen Wert besitzt, weshalb sich ein für den Operateur sicht- barer Schattenwurf auf den Bildhintergrund 10 ergibt. Lediglich in dem kleinen Randbereich des Blickfeldes 4.1, dem die Mantell ien der kegelförmigen Begrenzung des Blickfeldes 4.1 etwa parallel zur Langsachse des Endosκops verlaufen, verschwindet der Schatten 9 für den Betrachter mehr oder weniger hinter dem Gegenstand 8, da diesem 3e- reich die genannte Parallaxe gegen Null geht.The inclination of the part of the optical lens 4 extending from the lens 1.1 in the direction of the surgeon's view to the longitudinal axis 1.5 of the endoscope in the direction of the second glass fiber bundle 3 causes the entire field of view 4.1 captured by the lens 1.1 to be inclined to the longitudinal axis of the endoscope. In this way, on the one hand, it is achieved in a simple manner that the light cone 3.5 emerging from the second glass fiber bundle 3 and inclined in the same direction as the optical image axis Λ to the longitudinal axis 1.5 illuminates the entire field of view 4.1 up to a certain maximum distance of the endoscope from the image background 10, without a substantial part of the field of vision 4.1 being shaded from the part of the endoscope which extends between the light exit 3.2 of the second glass fiber bundle 3 and the distal end 1.2 of the endoscope. On the other hand, it is achieved that the parallax of points on the object 8 with respect to the light exit 3.2 of the second glass fiber bundle 3 and the distal end surface of the objective 1.1 has a non-zero value over large parts of the field of view 4.1, which is why the surgeon sees it - Sharp shadow cast on the background 10 results. Only in the small edge area of the field of view 4.1, Since the surface of the conical boundary of the field of view 4.1 runs approximately parallel to the longitudinal axis of the endoscope, the shadow 9 more or less disappears behind the object 8 for the viewer, since this area reaches the parallax mentioned towards zero.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das distale Ende 1.2 eines Endoskops, das im wesentlichen dem Endoskop aus Figur 1 entspricht. Der Unterschied zum Endoskop aus Figur 1 besteht darin, daß die Endflache am distalen Ende 3.2" des zweiten Glasfaserbundeis 3" senkrecnt auf der Langsacnse 3.3" des zweiten Glasfaserbundeis 3" steht, weshalb αie Langsachse 3.3" auch die Lichtaustrittsachse des zweiten Glasfaserbundeis 3" bildet.FIG. 2 shows a plan view of the distal end 1.2 of an endoscope, which essentially corresponds to the endoscope from FIG. 1. The difference to the endoscope from FIG. 1 is that the end surface at the distal end 3.2 "of the second glass fiber bundle 3" is located on the longitudinal axis 3.3 "of the second glass fiber bundle 3", which is why the longitudinal axis 3.3 "also forms the light exit axis of the second glass fiber bundle 3" .
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind die Glasfasern des ersten Glasfaserbundeis 2 über einen Wmkelbereich von etwa 180° und die Glasfasern des zweiten Glasfaserbundeis 3 über einen Wmkelbereich von etwa 120° koaxial um die Optik 1 herum angeordnet. Das erste und zweite Glasfaserbundel 2 und 3 weisen dabei einen sichelförmigen Querschnitt auf.As can be seen from FIG. 2, the glass fibers of the first glass fiber bundle 2 are arranged coaxially around the optics 1 over a winding range of approximately 180 ° and the glass fibers of the second glass fiber bundle 3 over a winding range of approximately 120 °. The first and second glass fiber bundles 2 and 3 have a crescent-shaped cross section.
Weiterhin sind bei dieser Ausfuhrung der Erfindung Insuf- flationskanale 14.1 und 14.2, ein Spulkanal 15 und ein in einem separaten Lumen ausgebildeter Trocknungskanal 15.2 in dem Endoskop integriert, die zwischen dem zweiten Glasfaserbundel 3 und der Optik 1 angeordnet sind. Durch die Insufflationskanale 14.1 und 14.2 kann z.B. C02-Gas suf- fliert werden, wahrend durch den Spulkanal 15.1 isotonische Spulflussigkeit gepumpt wird und durch den Trocknungskanal 15.2 ein Trocknungsgas geleitet wird. Die jeweiligen distalen Enden der Insufflationskanale 14.1 und 14.2, des Spul- kanals 15.1 und des Trocknungskanals 15.2 sind mit Mitteln 16 und 17 zur Strahlformung abgeschlossen. Die an den Insufflationskanalen 14.1 und 14.2 angeformten Mittel zur Strahlformung bestehen aus einer etwa nalbkugelschalenfor- migen Kappe 16, die den jeweiligen Kanal 14.1 bzw. 14.2 ab- schließt. Diese Kappe 16 ist mit einer Öffnung 16.1 versehen, die den Insufflationsgasstrom auf das Objektiv 1.1 lenkt. Mit Hilfe des Gasstromes und des Spulflussig- keitsstromes wird das distale Ende 1.2 des Endoskops und insbesondere die Bildemtrittsflache des Objektivs 1.1 ge- reinigt. Hierdurch wird verhindert, daß bei chirurgiscnen Eingriffen mit energetischen Therapiegeraten, z.B. Hocnfre- quenz-Chirurgie oder Laser-Chirurgie, das distale Ende 1.2 des Endoskops, msoesondere oas Objektiv 1.1 bleibend verunreinigt wird und ein Weiterarbeiten erschwert bzw. ganz unmöglich macht.Furthermore, in this embodiment of the invention, insufflation channels 14.1 and 14.2, a winding channel 15 and a drying channel 15.2 formed in a separate lumen are integrated in the endoscope, which are arranged between the second glass fiber bundle 3 and the optics 1. The insufflation channels 14.1 and 14.2 can be used to sulfate, for example, CO 2 gas, while isotonic winding liquid is pumped through the winding channel 15.1 and a drying gas is passed through the drying channel 15.2. The respective distal ends of the insufflation channels 14.1 and 14.2, the winding channel 15.1 and the drying channel 15.2 are by means 16 and 17 completed for beam shaping. The means for beam shaping formed on the insufflation channels 14.1 and 14.2 consist of a cap 16 in the form of a hemispherical shell, which closes off the respective channels 14.1 and 14.2. This cap 16 is provided with an opening 16.1 which directs the insufflation gas flow onto the objective 1.1. The distal end 1.2 of the endoscope and in particular the image exit surface of the objective 1.1 is cleaned with the aid of the gas flow and the coil liquid flow. This prevents, during surgical interventions with energetic therapy devices, for example high-frequency surgery or laser surgery, that the distal end 1.2 of the endoscope, mso special oas lens 1.1, is permanently contaminated and makes further work difficult or very impossible.
Bei Temperaturunterschieden zwischen der Optik und deren Umgebung entsteht ein von dem Sättigungsgrad, d.h. der relativen Luftfeuchtigkeit abhangiger Feuchtigkeitsniederschlag an der Optik. Im hier betrachteten Anwendungsfall der Endoskopie ist die Optikumgebung zu 90 bis 100% gesättigtes Cθ2~Gas bei Korpertemperatur, so daß die distale Bildemtrittsflache des Objektivs 1.1 gemäß der Taupunktkurve abhangig von ihrer aktuellen Temperatur mehr oder weniger stark beschlagt. Hierzu ist die Heizung 18 in das En- doskop derart integriert, daß das gesamte Instrument einschließlich Hullrohr 19, das Insufflationsgas, die Spul- flussigkeit und das Objektiv 1.1 auf Korpertemperatur gehalten werden und ein Feuchtigkeitsniederschlag, also ein Beschlagen des Objektivs 1.1, d. h. der distalen Bildein- trittsflache der Optik 1 vermieden wird. Figur 3 zeigt einen Schnitt durch das distale Ende des Endoskops, das dem Endoskop aus Figur 3 in seinem grundsätzlichen Aufbau ähnelt. Der Schnittverlauf entspricht dabei einem Schnitt entlang der Linie III-III aus Figur 2. Die Ausfuhrung aus Figur 3 unterscheidet sich von der Ausfuhrung aus Figur 2 darin, daß die Heizung im in Figur 3 gezeigten Beispiel aus einer elektrischen Heizwendel 18' besteht, die über die Lange des Endoskops im Hullrohr 19 des Endoskops eingebettet ist und ebenfalls das gesamte Endo- skop wie oben beschrieben auf Korpertemperatur halt. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die an den Insuf- flationskanalen 14.1' und 14.2' angeformte halbkugelscha- lenformige Kappe 16', die den jeweiligen Kanal 14.1' bzw. 14.2' abschließt, jeweils mit einer Öffnung 16.1' versehen ist, die den Insufflationsgasstrom derart auf das Objektiv 1.1 lenkt, daß der Fluß des Insufflationsgases Pyrolyseprodukte, Rauch und verunreinigende Spritzer von der Bildemtrittsflache am distalen Ende 1.2 der Optik 1 fernhalt. Konsequenterweise wurde in diesem Ausfuhrungsbeispiel auf den Spulkanal 15.1 und den Trocknungskanal 15.2 oder eine integrierte Losung Spul-/Trocknungskanal verzichtet. Der Kanal 15.2 ist in dieser Ausfuhrung der Erfindung als Aspi- rationskanal zum Entfernen von Rauchgas aus der behandelten Korperhohle ausgebildet.In the event of temperature differences between the optics and their surroundings, a moisture precipitation on the optics which is dependent on the degree of saturation, ie the relative atmospheric humidity, arises. In the application case of endoscopy considered here, the optical environment is 90 to 100% saturated CO 2 gas at body temperature, so that the distal image-emitting surface of the lens 1.1, according to the dew point curve, fogs up more or less depending on its current temperature. For this purpose, the heater 18 is integrated into the endoscope in such a way that the entire instrument, including the hollow tube 19, the insufflation gas, the rinsing liquid and the lens 1.1 are kept at body temperature and moisture condensation, ie fogging of the lens 1.1, ie the distal Image entry area of the optics 1 is avoided. FIG. 3 shows a section through the distal end of the endoscope, which is similar in principle to the endoscope from FIG. 3. The course of the cut corresponds to a section along the line III-III from FIG. 2. The embodiment from FIG. 3 differs from the embodiment from FIG. 2 in that the heater in the example shown in FIG. 3 consists of an electric heating coil 18 ', which has the length of the endoscope is embedded in the sleeve tube 19 of the endoscope and likewise the entire endoscope is kept at body temperature as described above. Another difference is that the hemispherical shell-shaped cap 16 'formed on the insufflation channels 14.1' and 14.2 ', which closes off the respective channels 14.1' and 14.2 ', is each provided with an opening 16.1' which the insufflation gas flow directs onto the lens 1.1 in such a way that the flow of the insufflation gas keeps pyrolysis products, smoke and contaminating splashes away from the image-emitting surface at the distal end 1.2 of the optics 1. Consequently, in this exemplary embodiment, the winding channel 15.1 and the drying channel 15.2 or an integrated solution winding / drying channel was dispensed with. In this embodiment of the invention, the duct 15.2 is designed as an aspiration duct for removing flue gas from the treated body cavity.
Die Erfindung beschrankt sich in ihrer Ausfuhrung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausfuhrungsbeispie- le. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Losung auch bei grundsatzlich anders gearteten Ausfuhrungen Gebrauch macht. The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different types.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Endoskop bestehend aus einem Hüllrohr (19) mit einer Optik (1) und einer Heizvorrichtung (18),1. endoscope consisting of a cladding tube (19) with an optical system (1) and a heating device (18),
dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung in dem Hüllrohr (19) vorgesehen ist und derart dimensioniert ist, daß sie bei Benutzung das gesamte Instrument im wesentlichen auf Körpertemperatur erwärmt .characterized in that the heating device is provided in the cladding tube (19) and is dimensioned such that it heats the entire instrument to body temperature when in use.
2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hüllrohr weiterhin wenigstens ein Insufflationskanal (14.1, 14.2) und/oder wenigstens ein Spül-/Trocknungskanal (15.1, 15.2) der distalen Bildeintrittsfläche der Optik (1) vorgesehen sind.2. Endoscope according to claim 1, characterized in that at least one insufflation channel (14.1, 14.2) and / or at least one rinsing / drying channel (15.1, 15.2) of the distal image entry surface of the optics (1) are further provided in the cladding tube.
3. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Heizung (18) das Insufflationsgas, die Spülflüs- sigkeit und/oder das Hüllrohr (19) einschließlich mindestens eines Glasfaserbündels (2, 2', 3, 3', 3") auf Körpertemperatur temperierbar ist oder daß durch Temperieren der Optik (1) und/oder den auf die Bildeintrittsfläche gerichteten temperierten Gasstrom ein Beschlagen der distalen Bildeintrittsfläche der Optik (1) herabgesetzt ist.3. Endoscope according to claim 1, characterized in that the heating (18), the insufflation gas, the flushing liquid and / or the cladding tube (19) including at least one glass fiber bundle (2, 2 ', 3, 3', 3 ") can be tempered to body temperature or that fogging of the distal image entry surface of the optics (1) is reduced by tempering the optics (1) and / or the tempered gas stream directed onto the image entry surface.
4. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Insufflationskanal (14.1, 14.2) C02-Gas insuf- flierbar ist. 4. Endoscope according to claim 1, characterized in that C0 2 gas can be insufflated through the insufflation channel (14.1, 14.2).
5. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Spülkanal (15.1) isotonische Flüssigkeit spülbar5. Endoscope according to claim 1, characterized in that isotonic liquid can be rinsed through the rinsing channel (15.1)
6. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den jeweiligen distalen Enden des Insufflationskanals6. Endoscope according to claim 1, characterized in that at the respective distal ends of the insufflation channel
(14.1, 14.2) und/oder des Spul-/Trocknungskanals (15.1, 15.2) ein Mittel (16, 17) zur Strahl formung angebracht ist, so daß mit Hilfe des Gasstromes und/oder des Flussig- keitsstromes das distale Ende (1.2) des Endoskops und ms- besondere die Bildemtrittsflache reinigbar ist.(14.1, 14.2) and / or the rinsing / drying channel (15.1, 15.2) a means (16, 17) for beam formation is attached so that the distal end (1.2) with the help of the gas flow and / or the liquid flow of the endoscope and ms- especially the image entry area can be cleaned.
7. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelungsvorrichtung (20) für die Heizvorrichtung (18) innerhalb des Hüllrohrs (19) vorgesehen ist, welche die Heizvorrichtung (18) deaktiviert oder in ihrer Wirkung her- absetzt, wenn die Temperatur des Hullrohrs (19) die Korpertemperatur oder einen fest vorgegebenen Temperaturwert übersteigt.7. Endoscope according to claim 1, characterized in that a control device (20) for the heating device (18) inside the cladding tube (19) is provided, which deactivates the heating device (18) or reduces its effect when the temperature of the Hullrohrs (19) exceeds the body temperature or a predetermined temperature value.
8. Endoskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der fest vorgegebene Temperaturwert 41 °C betragt.8. Endoscope according to claim 8, characterized in that the fixed predetermined temperature value is 41 ° C.
9. Endoskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Regelvorrichtung (20) mit einem Ausgang eines Temperatursensors (21) verbunden ist. 9. Endoscope according to claim 8, characterized in that the input of the control device (20) is connected to an output of a temperature sensor (21).
10. Endoskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Temperatursensor (21) um einen veränderlichen Widerstand handelt.10. Endoscope according to claim 10, characterized in that the temperature sensor (21) is a variable resistor.
11. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spül- und Trocknungskanal durch zwei getrennte Lumen (15.1, 15.2) gebildet werden.11. Endoscope according to claim 1, characterized in that the rinsing and drying channel are formed by two separate lumens (15.1, 15.2).
12. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß12. Endoscope according to claim 1, characterized in that
Mittel (16') zur Strahlformung vorgesehen sind, welche das Insufflationsgas auf die Bildeintrittsfläche der Optik (1) richten, so daß Verunreinigungen davon ferngehalten werden und insbesondere ein Spül-/Trocknungskanal entfallen kann.Means (16 ') are provided for beam shaping, which direct the insufflation gas onto the image entry surface of the optics (1), so that impurities are kept away therefrom and in particular a rinsing / drying channel can be omitted.
13. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Aspirationskanal zum Entfernen von Rauchgas aus der behandelten Körperhöhle vorgesehen ist.13. Endoscope according to claim 1, characterized in that an additional aspiration channel for removing flue gas from the treated body cavity is provided.
14. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben einem parallel zur Bildachse der Optik strahlenden ersten Glasfaserbundel (2, 2') für die Beleuchtung des zu beobachtenden Objekts (8) und ein zweites optisches Beleuchtungssystem vorgesehen ist, welches ebenfalls auf das zu beobachtende Objekt (8) gerichtet ist, wobei die Lichtaustrittsrichtung (3.1) am Lichtaustritt (3.2, 3.2', 3.2") des zweiten Glasfaserbündels (3, 3', 3") in Bezug auf die Blickrichtung (Bildachse 4) am distalen Ende (1.2) der Optik (1) seitlich um einen solchen Betrag versetzt ist, daß aufgrund der sich ergebenden Parallaxe und der damit erzielten Schattenbildung bzw. ungleichmäßigen Lichtvertei- lung die Plastizität der Bildwiedergabe bei dreidimensionalen Objekten (8) vergrößert ist.14. Endoscope according to claim 1, characterized in that in addition to a parallel to the image axis of the optics radiating first glass fiber bundle (2, 2 ') for illuminating the object to be observed (8) and a second optical lighting system is provided, which also on the observing object (8) is directed, the light exit direction (3.1) at the light exit (3.2, 3.2 ', 3.2 ") of the second glass fiber bundle (3, 3', 3") with respect to the viewing direction (image axis 4) at the distal end ( 1.2) the optics (1) is laterally offset by such an amount that due to the resulting parallax and the resulting shadow formation or uneven light distribution the plasticity of the image reproduction for three-dimensional objects (8) is increased.
15. Endoskop nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zweiten optischen Beleuchtungssystem um ein Glasfaserbundel (3, 3', 3") handelt.15. Endoscope according to claim 15, characterized in that the second optical lighting system is a glass fiber bundle (3, 3 ', 3 ").
16. Endoskop nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische Beleuchtungssystem um einen Abstand (d) vom distalen Ende (1.2) der Optik (1) zurückversetzt vorgesehen ist.16. Endoscope according to claim 15, characterized in that the second optical illumination system is provided set back by a distance (d) from the distal end (1.2) of the optics (1).
17. Endoskop nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern des ersten und/oder zweiten Glasfaserbündels (2, 2', 3, 3', 3") über einen Winkelbereich verteilt koaxial um die Optik (1) herum angeordnet sind.17. Endoscope according to claim 15, characterized in that the glass fibers of the first and / or second glass fiber bundle (2, 2 ', 3, 3', 3 ") are arranged coaxially over an angular range around the optics (1).
18. Endoskop nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite Glasfaserbundel (2, 2', 3, 31, 3") einen sichelförmigen Querschnitt aufweist bzw. aufweisen.18. Endoscope according to claim 18, characterized in that the first and / or second glass fiber bundle (2, 2 ', 3, 3 1 , 3 ") has or have a crescent-shaped cross section.
19. Endoskop nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Insufflationskanal (14.1, 14.2) bzw. der Spül- /Trocknungskanal (15.1, 15.2) zwischen dem zweiten Glasfaserbundel (3, 3', 3") und der Optik (1) angeordnet ist.19. Endoscope according to claim 15, characterized in that the insufflation channel (14.1, 14.2) or the rinsing / drying channel (15.1, 15.2) is arranged between the second glass fiber bundle (3, 3 ', 3 ") and the optics (1) is.
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