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EP3016571A1 - Video-endoscopy system, coupling device, video endoscope, and control device - Google Patents

Video-endoscopy system, coupling device, video endoscope, and control device

Info

Publication number
EP3016571A1
EP3016571A1 EP14734000.4A EP14734000A EP3016571A1 EP 3016571 A1 EP3016571 A1 EP 3016571A1 EP 14734000 A EP14734000 A EP 14734000A EP 3016571 A1 EP3016571 A1 EP 3016571A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
video
coupling device
video endoscope
endoscopy system
coupling
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Withdrawn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
EP14734000.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thorsten JÜRGENS
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.)
Olympus Winter and Ibe GmbH
Original Assignee
Olympus Winter and Ibe GmbH
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 Olympus Winter and Ibe GmbH filed Critical Olympus Winter and Ibe GmbH
Publication of EP3016571A1 publication Critical patent/EP3016571A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • A61B1/00112—Connection or coupling means
    • 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
    • A61B1/00112—Connection or coupling means
    • A61B1/00121—Connectors, fasteners and adapters, e.g. on the endoscope handle
    • A61B1/00126—Connectors, fasteners and adapters, e.g. on the endoscope handle optical, e.g. for light supply cables
    • 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
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00006—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of control signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B1/00011—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission
    • A61B1/00016—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission using wireless means
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    • A61B1/00027—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply
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    • A61B1/00112—Connection or coupling means
    • A61B1/00114—Electrical cables in or with an endoscope
    • 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
    • A61B1/00112—Connection or coupling means
    • A61B1/00117—Optical cables in or with an endoscope
    • 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
    • A61B1/04—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 combined with photographic or television appliances
    • A61B1/045—Control thereof

Definitions

  • Video endoscopy system coupling device, video endoscope and control device
  • the invention relates to a video endoscopy system comprising a video endoscope with an image sensor for receiving image data, a control device for the video endoscope and a coupling device for connecting the video endoscope to the control device, comprising a first coupling device on the video endoscope and a second coupling device on the control device.
  • the invention further relates to a coupling device, a video endoscope and a control device.
  • a detachable connection between a video endoscope and a control device is usually provided. This facilitates the reprocessing of the video endoscope as well as the transport and storage of the video endoscopy system.
  • CONFIRMATION COPY the video endoscope and the signal transmission between the video endoscope and the control device via galvanic plug connections.
  • unwanted electromagnetic interference signals are transmitted via the connectors, for example due to impedance jumps.
  • the invention is based on the object to simplify the construction of a video endoscopy system, whereby the operational safety and the electromagnetic compatibility are to be ensured.
  • a video endoscopy system comprising a video endoscope with an image recorder for receiving image data, a control device for the video endoscope and a coupling device for connecting the video endoscope to the control device, comprising a first coupling device on the video endoscope and a second coupling device on the control device, wherein the coupling device has an inductive interface between the two coupling devices for supplying the video endoscope with electrical energy and an optical interface between the two coupling devices for transmitting control data and / or image data recorded by the image recorder.
  • a video endoscope is understood to mean a video endoscope with a distally arranged image recorder or an endoscope with a separate camera head, which has the image recorder.
  • the invention provides a detachable connection between video endoscope and control device, in which the supply of the video endoscope with electrical energy and the data transmission to the control unit without galvanic connections, in particular without galvanic connectors, is ensured.
  • the invention thus offers the advantage of a particularly secure power supply even without special protective measures, because no leakage currents and accidents can occur due to open, live plug-in contacts.
  • an optical interface For transmitting image data of the image recorder to the control device, an optical interface is provided according to the invention.
  • An optical interface offers the particular advantage that it does not emit electromagnetic interference radiation in the electrically or electronically relevant frequency range. If the optical interface is bidirectional, the video endoscope can also be controlled according to the invention via the optical interface. The invention thus ensures a high degree of electromagnetic compatibility of the video endoscopy system. Furthermore, the invention provides a long-lasting, durable and wear-free detachable connection between video endoscope and control device. In particular, no plug contacts are present, which can be affected or bent by corrosion or material abrasion in their conductivity and thus operation.
  • one of the two coupling devices is designed as a plug and the other coupling device as a receptacle for the plug, wherein in particular the plug on the video endoscope and the receptacle for the plug are arranged on the control device.
  • the plug and the receptacle are preferably at least partially complementary in shape to each other.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the first coupling device and / or the second coupling device comprises or comprise at least one magnet for releasably connecting the two coupling devices.
  • the respective counterpart is a magnet or a magnetizable element, so that a magnetic coupling is achieved which preferably aligns the inductive and optical interfaces with each other.
  • the magnets or the magnetic see brackets are designed so that in an unintentional mechanical stress on the connection, the coupling devices separate from each other.
  • the coupling devices are made possible, which, for example, have planar contact surfaces which face one another when the connection or coupling is closed. As a result, advantageously difficult to clean corners or edges are avoided on the surfaces of the two coupling devices.
  • the second coupling device comprises a transmitting coil for the inductive interface and the first coupling device comprises a receiving coil for the inductive interface.
  • the transmitting coil and the receiving coil are each formed as a cylindrical coil or solenoid with a central axis, wherein the center axes of the two coils are preferably aligned parallel, in particular congruent, with closed connection or coupling between video endoscope and control device to each other. This optimally aligns the inductive interface.
  • the inductive interface may advantageously conform to the qi standard of the Wireless Power Consortium, Piscataway, NJ, USA.
  • the transmitter coil is part of a first resonant circuit and the receiver coil is part of a second resonant circuit, wherein in particular the first resonant circuit and the second resonant circuit have at least one substantially matching resonant frequency.
  • Resonance tuned resonant circuits for example, allow you to maximize transmitted power, optimize power transmission efficiency, or tune transmitted power to your needs.
  • At least one of the two resonant circuits is designed to be changeable in its resonance behavior in order to ensure the desired tuning of the two resonant circuits to one another and to be able to adapt them if necessary.
  • the first coupling device preferably comprises an optical transmission device of the optical interface, which emits in particular in the infrared spectral range, and the second coupling device comprises an optical reception device of the optical interface. Also advantageously, the second coupling device additionally comprises an optical transmitting device and the first coupling device comprises an optical receiving device. This makes the optical interface bidirectional.
  • optical interfaces offer the advantage that they can be operated with a high transmission frequency, for example 50 MHz to 5 GHz, and thus provide a high transmission bandwidth.
  • optical interfaces in the infrared spectral range offer the particular advantage that they only require a direct line of sight between the transmitting device and the receiving device and their functionality is also provided without additional optical components such as optical fibers, lenses or diaphragms between the transmitting device and the receiving device.
  • transparent viewing windows are to be provided, in particular in the infrared spectral range, for example if the transmitting device and / or the receiving device are intransparent in or for infrared radiation.
  • Parent housing is arranged or are.
  • the transmitting device is or are a semiconductor diode and / or the receiving device is a semiconductor diode.
  • Diodes or semiconductor diodes have the advantage that they are small and can be operated reliably with a long service life. In addition, it is cheap mass products.
  • the transmitting device is for example a laser diode.
  • the receiving device is for example a photodiode.
  • the video endoscope comprises a shaft, a cable and a handle arranged between shaft and cable, wherein in particular the image sensor is arranged on a handle remote from the handle end of the shaft and / or the first coupling device on a handle remote from the end of the cable or are, wherein in particular, the image sensor and the first coupling device can be electrically connected or connected to one another.
  • the video endoscope can be inserted, for example, with the shaft into a natural or surgically created body opening of a patient to be examined, in order to reach an observation area within the patient.
  • the handle remains outside the patient and allows in particular the attending physician to hold the video endoscope and to guide the shaft.
  • the cable serves as a connection between the handle and the coupling device.
  • the video endoscope further comprises a light source for illuminating an observation area in the image recorder includes.
  • the light source is supplied in particular by means of the inductive interface of the coupling device with electrical energy.
  • the light source is preferably designed as a light-emitting diode or LED. Light-emitting diodes have the particular advantage of being small, light, cheap and energy-efficient.
  • the light source is arranged, for example, on or in a handle of the video endoscope or on a distal end of a shaft of the video endoscope.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the video endoscope is designed to be autoclavable, wherein in particular a shaft, a handle and a cable of the video endoscope and the first coupling device are combined to form an autoclaveable unit.
  • autoclaving means, in particular, treatment with superheated steam under excess pressure.
  • all components of the assembly are preferably enclosed in an uninterruptible hermetic barrier, for example a temperature-resistant and vapor-tight plastic coating.
  • the control device preferably comprises a display device for displaying image data recorded by means of the image recorder, wherein in particular the display device can be galvanically connected or connected to the second coupling device.
  • the display device is designed for example as a screen or monitor and is in particular by means of a permanent, for example soldered, cable connection or releasably by means of a plug connection with the second coupling device galvanically connected or connectable.
  • the object underlying the invention is further achieved by a coupling device of a previously described video endoscopy system according to the invention, wherein the coupling device comprises a first coupling device for a video endoscope and a second coupling device for a control device, wherein the coupling device an inductive interface and an optical interface between having the two coupling devices.
  • the object underlying the invention is further achieved by a video endoscope of a video endoscopy system according to the invention, wherein the video endoscope comprises an image recorder and a first coupling device of a coupling device according to the invention.
  • control device of a video endoscopy system according to the invention, wherein the control device comprises a second coupling device of a coupling device according to the invention.
  • Fig. 1 schematically an example of an inventive
  • FIG. 1 shows schematically an example of a video endoscope system 1 according to the invention with a video endoscope 100 and a control device 200 for the video endoscope 100.
  • the video endoscope 100 and the control device 200 are detachable from one another by means of a plug 1 15 on the video endoscope 100 and a plug receptacle 215 on the control device 200 connected.
  • the video endoscope 100 comprises a shaft 1 14, which is connected at the proximal end with a handle 1 13.
  • the shaft 1 14 is adapted to be guided by natural or artificial, in particular surgically created, openings to an observation or examination area in the interior of a patient's body.
  • an image sensor 109 At the distal, in particular the handle 1 13 opposite, end of the shaft 1 14 is an image sensor 109, for example, includes a CCD chip to take a picture of the observation area and convert it into electrical signals.
  • handle electronics 108 for reading electrical signals of the image sensor 109 and for signal conditioning and signal integration, possibly also for processing control signals.
  • the handle electronics 108 is further connected to a light emitting diode 1 10 for illuminating an observation area of the video endoscope 100.
  • the light-emitting diode 1 10 is arranged for example in the handle 1 13, not shown optical fibers or optical fibers, the light of the light emitting diode 1 10 to the observation area on lead the distal end of the shaft 1 14.
  • the light-emitting diode 1 10 is arranged on or in the shaft 1 14, in particular at the distal end of the shaft 1 14, and illuminates the observation area directly.
  • the image recorder 109 and / or the light-emitting diode 1 10 are further provided on the handle 1 13 of the video endoscope 1 1 1, for example, to turn on / off the light emitting diode 1 10 and / or the image sensor 109th
  • the handle 13 is connected by means of a cable 1 12 with a plug 1 15.
  • a cable 1 12 With a plug 1 15.
  • the cable 1 12 preferably also has an electromagnetic shield, not shown.
  • the shaft 1 14, the handle 1 13, the cable 1 12 and the plug 1 15 are each formed temperature resistant and pressure resistant.
  • the components mentioned are multiply and without damage in a pressure atmosphere of at least 3 bar. can be heated to over 130 ° C.
  • the components mentioned are combined to form an assembly and enclosed by a particular vapor-tight and temperature-resistant barrier in the form of an uninterrupted sheathing with a suitable plastic.
  • the endoscope 100 as a whole is autoclavable, ie in particular in an autoclave under steam pressure sterilization.
  • the control device 200 comprises a plug receptacle 215 and a display device 206 galvanically connected to the plug receptacle 215, for example in the form of a monitor or screen, for displaying an image or video which is obtained in particular in real time from the image data of the imager 109.
  • the plug 1 15 and the plug receptacle 215 each have magnets 101, 201 to produce a detachable connection between plug 1 15 and plug receptacle 215 and between video endoscope 100 and control device 200 and the plug 1 15 in a desired position relative to the plug receptacle 215 hold.
  • the plug 1 15 and the plug receptacle 215 may be at least partially complementary shape to each other, so that plug 1 15 and plug receptacle 215 mechanically, for example by means of a clamping connection, detachably connected or connected to each other.
  • an inductive interface 104, 204 is provided for supplying the video endoscope 100 with electrical energy.
  • the plug receptacle 215 has a transmitting coil 204 and the plug 15 has a receiving coil 104.
  • the transmitting coil 204 is part of a first resonant circuit which comprises at least parts of an electronics 202 of the plug receptacle 215 in addition to the transmitting coil 204.
  • the receiver coil 104 is part of a second resonant circuit which comprises at least parts of a plug electronics 102 in addition to the receiver coil 104.
  • the resonant circuits each have at least one tuned to the other resonant circuit resonance.
  • at least one of the two resonant circuits is designed to be changeable or adaptable in its resonance behavior, for example by means of at least one trimmable capacitor.
  • the plug electronics 102 and the electronics 202 of the plug receptacle 215 also have circuits for controlling the transmission of electrical energy or electrical power by means of the inductive interface 104, 204.
  • an optical interface 103, 203 for communicating or exchanging data, in particular for transmitting image data of the image generator 109 to the display device 206, between the video endoscope 100 and the control device 200 is provided between the plug 1 15 and the plug receptacle 215.
  • the plug 15 have a semiconductor diode 103 emitting infrared light, for example formed as a laser diode, and the plug receptacle 215 has a photodiode 203 sensitive in particular to infrared light.
  • the laser diode 103 is connected to the plug electronics 102, the plug electronics comprising circuits for controlling the communication with the control device 200 by means of the laser diode 103.
  • the photodiode 203 is connected to the electronics 202 of the plug receptacle 215, the electronics 202 comprising circuits for controlling the communication with the video endoscope 00 by means of the photodiode 203.
  • the optical interface 103, 203 is operated in particular by means of amplitude modulation with a modulation frequency between 50 MHz and 5 GHz, whereby transmission bandwidths in the range of several GBit per second can be achieved.
  • the plug 15 has a housing 107 which, in the example shown in FIG. 1, is intransparent or partially non-transparent to infrared radiation. Therefore, a window transparent to infrared radiation is provided in order to ensure communication between laser diode 103 and photodiode 203.
  • the window must be transparent only for infrared radiation, so that even in the visible spectral range intransparent plastics come as a material for the window in question.
  • control device 200 Other components of the control device 200 are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • a signal electronics between the electronics 202 of the connector receptacle and the display device 206 is provided to further process or process the image data received via the optical interface 103, 203 from the imager 109 and prepare for display.
  • control device 200 may have further operating and control elements with corresponding electronics for checking individual functions of the control device 200 and / or the video endoscope 100, for example a setting option for the brightness of the LED 1 10 or the sensitivity of the imager 109.
  • Control signals which may be required for this purpose can be transmitted from the control device 200 to the video endoscope 100, in particular by means of the inductive interface 103, 203, for example by means of a superimposed amplitude modulation.
  • the optical interface 103, 203 may be designed for bidirectional communication between the video endoscope 100 and the control device 200.
  • the plug receptacle 215 additionally has a light-emitting semiconductor diode 103 and the plug 15 additionally has a photodiode 203.

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Abstract

The invention relates to a video endoscopy system (1), comprising a video endoscope (100) having an image pick-up device (109) for recording image data, a control device (200) for the video endoscope (100), and a coupling device for connecting the video endoscope (100) to the control device (200), comprising a first coupling unit (115) on the video endoscope (100) and a second coupling unit (215) on the control device (200). The invention further provides a coupling device (115, 215) of a video endoscopy system (1) according to the invention, a video endoscope (100) of a video endoscopy system (1) according to the invention, and a control device (200) of a video endoscopy system (1) according to the invention. The video endoscopy system (1) according to the invention is further developed in that the coupling device is provided with an inductive interface (102, 204) between the two coupling units (115; 215) for supplying the video endoscope (100) with electrical energy, and with an optical interface (103, 203) between the two coupling units (115; 215) for transmitting control data and/or image data recorded by means of the image pick-up device (109).

Description

Videoendoskopiesystem, Kopplungseinrichtung, Videoendoskop und Kontrolleinrichtung  Video endoscopy system, coupling device, video endoscope and control device
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Videoendoskopiesystem, umfassend ein Videoendoskop mit einem Bildaufnehmer zur Aufnahme von Bilddaten, eine Kontrolleinrichtung für das Videoendoskop und eine Kopplungseinrichtung zur Verbindung des Videoendoskops mit der Kontrolleinrichtung, umfassend eine erste Kopplungsvorrichtung an dem Videoendoskop und eine zweite Kopplungsvorrichtung an der Kontrolleinrichtung. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kopplungseinrichtung, ein Videoendoskop und eine Kontrolleinrichtung. The invention relates to a video endoscopy system comprising a video endoscope with an image sensor for receiving image data, a control device for the video endoscope and a coupling device for connecting the video endoscope to the control device, comprising a first coupling device on the video endoscope and a second coupling device on the control device. The invention further relates to a coupling device, a video endoscope and a control device.
Bei bekannten gattungsgemäßen Videoendoskopiesystemen ist in der Regel eine lösbare Verbindung zwischen einem Videoendoskop und einer Kontrolleinrichtung vorgesehen. Dies erleichtert die Aufbereitung des Videoendoskops sowie Transport und Lagerung des Videoendoskopiesystems. In known generic video endoscopy systems a detachable connection between a video endoscope and a control device is usually provided. This facilitates the reprocessing of the video endoscope as well as the transport and storage of the video endoscopy system.
Derartige Videoendoskopiesysteme verfügen für die Stromversor- Such video endoscopy systems are available for the supply of electricity.
BESTÄTIGUNGSKOPIE gung des Videoendoskops und die Signalübermittlung zwischen Vi- deoendoskop und Kontrolleinrichtung über galvanische Steckverbindungen. CONFIRMATION COPY the video endoscope and the signal transmission between the video endoscope and the control device via galvanic plug connections.
Galvanische Steckverbindungen bergen die Gefahr von unerwünschten Ableitströmen und von Unfällen, wenn spannungsführende Steckkontakte unbeabsichtigt in Kontakt mit anderen leitenden Teilen kommen. Darüber hinaus werden über die Steckverbindungen, beispielsweise aufgrund von Impedanzsprüngen, unerwünschte elektromagnetische Störsignale ausgesendet. Galvanic connectors pose the risk of unwanted leakage currents and accidents when live connectors unintentionally come into contact with other conductive parts. In addition, unwanted electromagnetic interference signals are transmitted via the connectors, for example due to impedance jumps.
Zur Sicherstellung der elektrischen Betriebssicherheit werden komplexe Schutzmechanismen benötigt, beispielsweise ein Berührungsschutz an Steckern, eine Isolation der metallischen Außenhaut des Videoendoskops gegenüber dem elektrischen Innenleben oder eine entsprechende Auslegung der Kontrolleinrichtung mit Schutzschaltungen. Des Weiteren sind aufwendige Abschirmungsmaßnahmen erforderlich, damit die einschlägigen Richtlinien zur elektromagnetischen Verträglichkeit eingehalten werden können. All dies macht die Konstruktion bekannter Videoendoskopiesysteme aufwändig, kompliziert und teuer. To ensure the electrical safety complex protection mechanisms are needed, for example, a contact protection on plugs, an insulation of the metallic outer skin of the video endoscope relative to the electrical interior or a corresponding design of the control device with protective circuits. Furthermore, complex shielding measures are required to comply with the relevant electromagnetic compatibility guidelines. All this makes the construction of known video endoscopy systems expensive, complicated and expensive.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Konstruktion eines Videoendoskopiesys- tems zu vereinfachen, wobei die Betriebssicherheit und die elektromagnetische Vertretbarkeit gewährleistet bleiben sollen. Starting from this prior art, the invention is based on the object to simplify the construction of a video endoscopy system, whereby the operational safety and the electromagnetic compatibility are to be ensured.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Videoendoskopiesystem, umfassend ein Videoendoskop mit einem Bildaufnehmer zur Aufnahme von Bilddaten, eine Kontrolleinrichtung für das Videoendoskop und eine Kopplungseinrichtung zur Verbindung des Videoendoskops mit der Kontrolleinrichtung, umfassend eine erste Kopplungsvorrichtung an dem Videoendoskop und eine zweite Kopplungsvorrichtung an der Kontrolleinrichtung, wobei die Kopplungseinrichtung eine induktive Schnittstelle zwischen den beiden Kopplungsvorrichtungen zur Versorgung des Videoendoskops mit elektrischer Energie und eine optische Schnittstelle zwischen den beiden Kopplungsvorrichtungen zur Übertragung von Steuerdaten und/oder mittels des Bildaufnehmers aufgenommener Bilddaten aufweist. This object is achieved by a video endoscopy system comprising a video endoscope with an image recorder for receiving image data, a control device for the video endoscope and a coupling device for connecting the video endoscope to the control device, comprising a first coupling device on the video endoscope and a second coupling device on the control device, wherein the coupling device has an inductive interface between the two coupling devices for supplying the video endoscope with electrical energy and an optical interface between the two coupling devices for transmitting control data and / or image data recorded by the image recorder.
Unter einem Videoendoskop wird im Rahmen der Erfindung ein Videoendoskop mit distal angeordnetem Bildaufnehmer oder ein Endoskop mit separatem Kamerakopf verstanden, der den Bildaufnehmer aufweist. In the context of the invention, a video endoscope is understood to mean a video endoscope with a distally arranged image recorder or an endoscope with a separate camera head, which has the image recorder.
Durch die Erfindung wird eine lösbare Verbindung zwischen Videoendoskop und Kontrolleinrichtung bereitgestellt, bei der die Versorgung des Videoendoskops mit elektrischer Energie und die Datenübermittlung an die Kontrolleinheit ohne galvanische Verbindungen, insbesondere ohne galvanische Steckverbindungen, gewährleistet ist. Die Erfindung bietet damit auch ohne besondere Schutzmaßnahmen den Vorteil einer besonders sicheren Energieversorgung, weil keine Ableitströme und Unfälle durch offene, spannungsführende Steckkontakte auftreten können. The invention provides a detachable connection between video endoscope and control device, in which the supply of the video endoscope with electrical energy and the data transmission to the control unit without galvanic connections, in particular without galvanic connectors, is ensured. The invention thus offers the advantage of a particularly secure power supply even without special protective measures, because no leakage currents and accidents can occur due to open, live plug-in contacts.
Zur Übermittlung von Bilddaten des Bildaufnehmers an die Kontrolleinrichtung ist erfindungsgemäß eine optische Schnittstelle vorgesehen. Eine optische Schnittstelle bietet den besonderen Vorteil, dass sie keine elektromagnetische Störstrahlung im elektrisch oder elektronisch relevanten Frequenzbereich aussendet. Wenn die optische Schnittstelle bidirektional ausgestaltet ist, kann das Videoendoskop auch über die optische Schnittstelle erfindungsgemäß gesteuert werden. Die Erfindung gewährleistet somit in hohem Maße eine elektromagnetische Verträglichkeit des Videoendoskopiesystems. Des Weiteren bietet die Erfindung eine langlebige, dauerhafte und abnutzungsfreie lösbare Verbindung zwischen Videoendoskop und Kontrolleinrichtung. Insbesondere sind keine Steckkontakte vorhanden, die durch Korrosion oder Materialabrieb in Ihrer Leitfähigkeit und somit Funktionsweise beeinträchtigt oder verbogen werden können. For transmitting image data of the image recorder to the control device, an optical interface is provided according to the invention. An optical interface offers the particular advantage that it does not emit electromagnetic interference radiation in the electrically or electronically relevant frequency range. If the optical interface is bidirectional, the video endoscope can also be controlled according to the invention via the optical interface. The invention thus ensures a high degree of electromagnetic compatibility of the video endoscopy system. Furthermore, the invention provides a long-lasting, durable and wear-free detachable connection between video endoscope and control device. In particular, no plug contacts are present, which can be affected or bent by corrosion or material abrasion in their conductivity and thus operation.
Vorzugsweise ist eine der beiden Kopplungsvorrichtungen als Stecker und die andere Kopplungsvorrichtung als Aufnahme für den Stecker ausgebildet, wobei insbesondere der Stecker an dem Videoendoskop und die Aufnahme für den Stecker an der Kontrolleinrichtung angeordnet sind. Dadurch wird auch ohne mechanisch ineinandergreifende elektrische Steckkontakte bei Verbindung des Videoendoskops und der Kontrolleinrichtung eine Ausrichtung der Komponenten der induktiven Schnittstelle sowie der optischen Schnittstelle zueinander sichergestellt und somit die einwandfreie Funktionsfähigkeit der Schnittstellen gewährleistet. Hierfür sind vorzugsweise der Stecker und die Aufnahme wenigstens abschnittsweise formkomplementär zueinander ausgebildet. Preferably, one of the two coupling devices is designed as a plug and the other coupling device as a receptacle for the plug, wherein in particular the plug on the video endoscope and the receptacle for the plug are arranged on the control device. As a result, alignment of the components of the inductive interface and of the optical interface with one another is ensured even without mechanically interlocking electrical plug contacts when connecting the video endoscope and the control device, thus ensuring the proper functioning of the interfaces. For this purpose, the plug and the receptacle are preferably at least partially complementary in shape to each other.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, dass die erste Kopplungsvorrichtung und/oder die zweite Kopplungsvorrichtung wenigstens einen Magneten zur lösbaren Verbindung der beiden Kopplungsvorrichtungen umfasst oder umfassen. Das jeweilige Gegenstück ist ein Magnet oder ein mag- netisierbares Element, so dass eine magnetische Ankopplung erreicht wird, die vorzugsweise die induktiven und optischen Schnittstellen passend zueinander ausrichtet. A particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the first coupling device and / or the second coupling device comprises or comprise at least one magnet for releasably connecting the two coupling devices. The respective counterpart is a magnet or a magnetizable element, so that a magnetic coupling is achieved which preferably aligns the inductive and optical interfaces with each other.
Dadurch werden Beschädigungen an den Kopplungsvorrichtungen verhindert. Insbesondere können die Magnete oder die magneti- sehen Halterungen derart ausgelegt werden, dass sich bei einer unbeabsichtigten mechanischen Belastung der Verbindung die Kopplungsvorrichtungen voneinander lösen. This will prevent damage to the coupling devices. In particular, the magnets or the magnetic see brackets are designed so that in an unintentional mechanical stress on the connection, the coupling devices separate from each other.
Des Weiteren wird eine einfache Form der Kopplungsvorrichtungen ermöglicht, die beispielsweise ebene, bei geschlossener Verbindung oder Kopplung einander zugewandte, Kontaktflächen aufweisen. Dadurch werden vorteilhafterweise schwierig zu reinigende Ecken oder Kanten an den Oberflächen der beiden Kopplungsvorrichtungen vermieden. Furthermore, a simple form of the coupling devices is made possible, which, for example, have planar contact surfaces which face one another when the connection or coupling is closed. As a result, advantageously difficult to clean corners or edges are avoided on the surfaces of the two coupling devices.
Vorzugsweise umfasst die zweite Kopplungsvorrichtung eine Sendespule für die induktive Schnittstelle und die erste Kopplungsvorrichtung eine Empfangsspule für die induktive Schnittstelle. Preferably, the second coupling device comprises a transmitting coil for the inductive interface and the first coupling device comprises a receiving coil for the inductive interface.
Beispielsweise sind die Sendespule und die Empfangsspule jeweils als Zylinderspule oder Solenoid mit einer Mittelachse ausgebildet, wobei die Mittelachsen der beiden Spulen vorzugsweise bei geschlossener Verbindung oder Kopplung zwischen Videoendoskop und Kontrolleinrichtung parallel, insbesondere deckungsgleich, zueinander ausgerichtet sind. So wird die induktive Schnittstelle optimal ausgerichtet. For example, the transmitting coil and the receiving coil are each formed as a cylindrical coil or solenoid with a central axis, wherein the center axes of the two coils are preferably aligned parallel, in particular congruent, with closed connection or coupling between video endoscope and control device to each other. This optimally aligns the inductive interface.
Die induktive Schnittstelle kann vorteilhafterweise dem qi-Standard des Wireless Power Consortium, Piscataway, NJ, USA, entsprechen. The inductive interface may advantageously conform to the qi standard of the Wireless Power Consortium, Piscataway, NJ, USA.
Besonders bevorzugt ist, wenn die Sendespule Bestandteil eines ersten Schwingkreises und die Empfangsspule Bestandteil eines zweiten Schwingkreises sind, wobei insbesondere der erste Schwingkreis und der zweite Schwingkreis wenigstens eine im Wesentlichen übereinstimmende Resonanzfrequenz aufweisen. Schwingkreise mit aufeinander abgestimmten Resonanzen ermöglichen beispielsweise, die übertragene Leistung zu maximieren, die Effizienz der Leistungsübertragung zu optimieren oder die übertragene Leistung dem Bedarf anzupassen. It is particularly preferred if the transmitter coil is part of a first resonant circuit and the receiver coil is part of a second resonant circuit, wherein in particular the first resonant circuit and the second resonant circuit have at least one substantially matching resonant frequency. Resonance tuned resonant circuits, for example, allow you to maximize transmitted power, optimize power transmission efficiency, or tune transmitted power to your needs.
Vorzugsweise ist wenigstens einer der beiden Schwingkreise in seinem Resonanzverhalten veränderbar ausgestaltet, um die gewünschte Abstimmung der beiden Schwingkreise aufeinander zu gewährleisten und im Bedarfsfall anpassen zu können. Preferably, at least one of the two resonant circuits is designed to be changeable in its resonance behavior in order to ensure the desired tuning of the two resonant circuits to one another and to be able to adapt them if necessary.
Vorzugsweise umfasst die erste Kopplungsvorrichtung eine, insbesondere im infraroten Spektralbereich emittierende, optische Sendevorrichtung der optischen Schnittstelle und die zweite Kopplungsvorrichtung eine optische Empfangsvorrichtung der optischen Schnittstelle. Ebenfalls vorteilhafterweise umfasst die zweite Kopplungsvorrichtung zusätzlich eine optische Sendevorrichtung und die erste Kopplungsvorrichtung eine optische Empfangsvorrichtung. Damit wird die optische Schnittstelle bidirektional. The first coupling device preferably comprises an optical transmission device of the optical interface, which emits in particular in the infrared spectral range, and the second coupling device comprises an optical reception device of the optical interface. Also advantageously, the second coupling device additionally comprises an optical transmitting device and the first coupling device comprises an optical receiving device. This makes the optical interface bidirectional.
Derartige optische Schnittstellen bieten den Vorteil, dass sie mit hoher Übertragungsfrequenz, beispielsweise 50 MHz bis 5 GHz, betrieben werden können und dadurch eine hohe Übertragungsbandbreite zur Verfügung stellen. Optische Schnittstellen im infraroten Spektralbereich bieten des Weiteren den besonderen Vorteil, dass sie lediglich eine direkte Sichtlinie zwischen Sendevorrichtung und Empfangsvorrichtung erfordern und ihre Funktionsfähigkeit auch ohne zusätzliche optische Komponenten wie Lichtleitern, Linsen o- der Blenden zwischen Sendevorrichtung und Empfangsvorrichtung gegeben ist. Gegebenenfalls sind, insbesondere im infraroten Spektralbereich transparente, Sichtfenster vorzusehen, beispielsweise wenn die Sendevorrichtung und/oder die Empfangsvorrichtung in einem bzw. jeweils in einem für infrarote Strahlung intrans- parenten Gehäuse angeordnet ist bzw. sind. Such optical interfaces offer the advantage that they can be operated with a high transmission frequency, for example 50 MHz to 5 GHz, and thus provide a high transmission bandwidth. Furthermore, optical interfaces in the infrared spectral range offer the particular advantage that they only require a direct line of sight between the transmitting device and the receiving device and their functionality is also provided without additional optical components such as optical fibers, lenses or diaphragms between the transmitting device and the receiving device. Optionally, transparent viewing windows are to be provided, in particular in the infrared spectral range, for example if the transmitting device and / or the receiving device are intransparent in or for infrared radiation. Parent housing is arranged or are.
Vorzugsweise ist oder sind die Sendevorrichtung eine Halbleiterdiode und/oder die Empfangsvorrichtung eine Halbleiterdiode. Dioden oder Halbleiterdioden haben den Vorteil, dass sie klein sind und zuverlässig mit einer langen Lebensdauer betrieben werden können. Zudem handelt es sich um billige Massenartikel. Die Sendevorrichtung ist beispielsweise eine Laserdiode. Die Empfangsvorrichtung ist beispielsweise eine Photodiode. Preferably, the transmitting device is or are a semiconductor diode and / or the receiving device is a semiconductor diode. Diodes or semiconductor diodes have the advantage that they are small and can be operated reliably with a long service life. In addition, it is cheap mass products. The transmitting device is for example a laser diode. The receiving device is for example a photodiode.
Vorzugsweise umfasst das Videoendoskop einen Schaft, ein Kabel und einen zwischen Schaft und Kabel angeordneten Handgriff, wobei insbesondere der Bildaufnehmer an einem dem Handgriff abgewandten Ende des Schafts und/oder die erste Kopplungsvorrichtung an einem dem Handgriff abgewandten Ende des Kabels angeordnet ist oder sind, wobei insbesondere der Bildaufnehmer und die erste Kopplungsvorrichtung galvanisch miteinander verbindbar oder verbunden sind. Preferably, the video endoscope comprises a shaft, a cable and a handle arranged between shaft and cable, wherein in particular the image sensor is arranged on a handle remote from the handle end of the shaft and / or the first coupling device on a handle remote from the end of the cable or are, wherein in particular, the image sensor and the first coupling device can be electrically connected or connected to one another.
Dabei ist das Videoendoskop beispielsweise mit dem Schaft in eine natürliche oder operativ geschaffene Körperöffnung eines zu untersuchenden Patienten einführbar, um einen Beobachtungsbereich innerhalb des Patienten zu erreichen. Der Handgriff verbleibt dabei außerhalb des Patienten und ermöglicht insbesondere dem behandelnden Arzt, das Videoendoskop zu halten und den Schaft zu führen. In this case, the video endoscope can be inserted, for example, with the shaft into a natural or surgically created body opening of a patient to be examined, in order to reach an observation area within the patient. The handle remains outside the patient and allows in particular the attending physician to hold the video endoscope and to guide the shaft.
Das Kabel dient als Verbindung zwischen Handgriff und Kopplungseinrichtung. The cable serves as a connection between the handle and the coupling device.
Bevorzugt ist, wenn das Videoendoskop ferner eine Lichtquelle zur Ausleuchtung eines Beobachtungsbereichs bei dem Bildaufnehmer umfasst. Die Lichtquelle wird dabei insbesondere mittels der induktiven Schnittstelle der Kopplungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Die Lichtquelle ist vorzugsweise als Leuchtdiode oder LED ausgebildet. Leuchtdioden bieten den besonderen Vorteil, dass sie klein, leicht sowie billig und energieeffizient sind. Die Lichtquelle ist beispielsweise an oder in einem Handgriff des Videoendoskops oder an einem distalen Ende eines Schafts des Videoendoskops angeordnet. It is preferred if the video endoscope further comprises a light source for illuminating an observation area in the image recorder includes. The light source is supplied in particular by means of the inductive interface of the coupling device with electrical energy. The light source is preferably designed as a light-emitting diode or LED. Light-emitting diodes have the particular advantage of being small, light, cheap and energy-efficient. The light source is arranged, for example, on or in a handle of the video endoscope or on a distal end of a shaft of the video endoscope.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, dass das Videoendoskop autoklavierbar ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Schaft, ein Handgriff und ein Kabel des Videoendoskops sowie die erste Kopplungsvorrichtung zu einer au- toklavierbaren Baueinheit zusammengefasst sind. Unter Autoklavie- ren wird im Rahmen der Erfindung insbesondere Aufbereiten mit Heißdampf unter Überdruck verstanden. A particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the video endoscope is designed to be autoclavable, wherein in particular a shaft, a handle and a cable of the video endoscope and the first coupling device are combined to form an autoclaveable unit. In the context of the invention, autoclaving means, in particular, treatment with superheated steam under excess pressure.
Vorzugsweise sind hierfür alle Komponenten der Baugruppe eingeschlossen in eine unterbrechungsfreie hermetische Barriere, beispielsweise eine temperaturbeständige und dampfdichte Kunststoff- beschichtung. For this purpose, all components of the assembly are preferably enclosed in an uninterruptible hermetic barrier, for example a temperature-resistant and vapor-tight plastic coating.
Vorzugsweise umfasst die Kontrolleinrichtung eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung von mittels des Bildaufnehmers aufgenommenen Bilddaten, wobei insbesondere die Anzeigevorrichtung galvanisch mit der zweiten Kopplungsvorrichtung verbindbar oder verbunden ist. The control device preferably comprises a display device for displaying image data recorded by means of the image recorder, wherein in particular the display device can be galvanically connected or connected to the second coupling device.
Die Anzeigevorrichtung ist beispielsweise als Bildschirm oder Monitor ausgebildet und ist insbesondere mittels einer permanenten, beispielsweise verlöteten, Kabelverbindung oder lösbar mittels einer Steckverbindung galvanisch mit der zweiten Kopplungsvorrichtung verbunden oder verbindbar. The display device is designed for example as a screen or monitor and is in particular by means of a permanent, for example soldered, cable connection or releasably by means of a plug connection with the second coupling device galvanically connected or connectable.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch eine Kopplungseinrichtung eines zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Videoendoskopiesystems, wobei die Kopplungseinrichtung eine erste Kopplungsvorrichtung für ein Videoen- doskop und eine zweite Kopplungsvorrichtung für eine Kontrolleinrichtung umfasst, wobei die Kopplungseinrichtung eine induktive Schnittstelle und eine optische Schnittstelle zwischen den beiden Kopplungsvorrichtungen aufweist. The object underlying the invention is further achieved by a coupling device of a previously described video endoscopy system according to the invention, wherein the coupling device comprises a first coupling device for a video endoscope and a second coupling device for a control device, wherein the coupling device an inductive interface and an optical interface between having the two coupling devices.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Videoendoskop eines erfindungsgemäßen Videoendoskopiesystems, wobei das Videoendoskop einen Bildaufnehmer und eine ersten Kopplungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung umfasst. The object underlying the invention is further achieved by a video endoscope of a video endoscopy system according to the invention, wherein the video endoscope comprises an image recorder and a first coupling device of a coupling device according to the invention.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine Kontrolleinrichtung eines erfindungsgemäßen Videoendoskopiesystems, wobei die Kontrolleinrichtung eine zweite Kopplungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung umfasst. The object underlying the invention is also achieved by a control device of a video endoscopy system according to the invention, wherein the control device comprises a second coupling device of a coupling device according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen. Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments of the invention may satisfy individual features or a combination of several features.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnung verwiesen wird. Es zeigt: The invention will be described below without limiting the general inventive concept by means of an embodiment with reference to the drawing, wherein with respect to all In the text not explained in detail according to the invention details are expressly made to the drawings. It shows:
Fig. 1 : schematisch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Fig. 1: schematically an example of an inventive
Videoendoskopiesystems.  Video endoscopy system.
In der Zeichnung sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird. In the drawing, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that is apart from a new idea in each case.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Videoendoskopiesystems 1 mit einem Videoendoskop 100 und einer Kontrolleinrichtung 200 für das Videoendoskop 100. Das Videoendoskop 100 und die Kontrolleinrichtung 200 sind mittels eines Steckers 1 15 am Videoendoskop 100 und einer Steckeraufnahme 215 an der Kontrolleinrichtung 200 lösbar miteinander verbunden. 1 shows schematically an example of a video endoscope system 1 according to the invention with a video endoscope 100 and a control device 200 for the video endoscope 100. The video endoscope 100 and the control device 200 are detachable from one another by means of a plug 1 15 on the video endoscope 100 and a plug receptacle 215 on the control device 200 connected.
Das Videoendoskop 100 umfasst einen Schaft 1 14, der am proximalen Ende mit einem Handgriff 1 13 verbunden ist. Der Schaft 1 14 ist dazu ausgebildet, durch natürliche oder künstliche, insbesondere operativ geschaffene, Öffnungen zu einem Beobachtungs- oder Untersuchungsbereich im Inneren eines Patientenkörpers geführt zu werden. The video endoscope 100 comprises a shaft 1 14, which is connected at the proximal end with a handle 1 13. The shaft 1 14 is adapted to be guided by natural or artificial, in particular surgically created, openings to an observation or examination area in the interior of a patient's body.
Am distalen, insbesondere dem Handgriff 1 13 entgegengesetzten, Ende des Schafts 1 14 befindet sich ein Bildaufnehmer 109, der beispielsweise einen CCD-Chip umfasst, um ein Bild vom Beobachtungsbereich aufzunehmen und in elektrische Signale umzusetzen. At the distal, in particular the handle 1 13 opposite, end of the shaft 1 14 is an image sensor 109, for example, includes a CCD chip to take a picture of the observation area and convert it into electrical signals.
Im Handgriff 1 13 des Videoendoskops 100 befindet sich eine mit dem Bildaufnehmer 109 verbundene Handgriffelektronik 108 zum Auslesen von elektrischen Signalen des Bildaufnehmers 109 sowie zur Signalaufbereitung und zur Signalintegration, gegebenenfalls auch zur Verarbeitung von Steuersignalen. In the handle 1 13 of the video endoscope 100 is connected to the image sensor 109 handle electronics 108 for reading electrical signals of the image sensor 109 and for signal conditioning and signal integration, possibly also for processing control signals.
Die Handgriffelektronik 108 ist ferner verbunden mit einer Leuchtdiode 1 10 zur Ausleuchtung eines Beobachtungsbereichs des Video- endoskops 100. Hierfür ist die Leuchtdiode 1 10 beispielsweise im Handgriff 1 13 angeordnet, wobei nicht dargestellte optische Fasern oder Lichtleiter das Licht der Leuchtdiode 1 10 zum Beobachtungsbereich am distalen Ende des Schafts 1 14 leiten. Alternativ ist die Leuchtdiode 1 10 am oder im Schaft 1 14, insbesondere am distalen Ende des Schafts 1 14, angeordnet und beleuchtet den Beobachtungsbereich direkt. The handle electronics 108 is further connected to a light emitting diode 1 10 for illuminating an observation area of the video endoscope 100. For this purpose, the light-emitting diode 1 10 is arranged for example in the handle 1 13, not shown optical fibers or optical fibers, the light of the light emitting diode 1 10 to the observation area on lead the distal end of the shaft 1 14. Alternatively, the light-emitting diode 1 10 is arranged on or in the shaft 1 14, in particular at the distal end of the shaft 1 14, and illuminates the observation area directly.
Zur Steuerung der Handgriffelektronik 108, des Bildaufnehmers 109 und/oder der Leuchtdiode 1 10 sind am Handgriff 1 13 des Videoen- doskops des Weiteren Taster 1 1 1 vorgesehen, beispielsweise zum An-/Ausschalten der Leuchtdiode 1 10 und/oder des Bildaufnehmers 109. To control the handle electronics 108, the image recorder 109 and / or the light-emitting diode 1 10 are further provided on the handle 1 13 of the video endoscope 1 1 1, for example, to turn on / off the light emitting diode 1 10 and / or the image sensor 109th
An der Rückseite, insbesondere der dem Schaft 1 14 abgewandten Seite, ist der Handgriff 13 mittels eines Kabels 1 12 mit einem Stecker 1 15 verbunden. Durch das Kabel 1 12 wird wenigstens ein elektrisches Kabel geführt, das die Handgriffelektronik 202 galvanisch mit dem Stecker 1 15, insbesondere einer im Stecker angeordneten Steckerelektronik 102, verbindet. Das Kabel 1 12 verfügt vorzugsweise darüber hinaus über eine nicht dargestellte elektromagnetische Abschirmung. At the rear, in particular the side facing away from the shaft 1 14, the handle 13 is connected by means of a cable 1 12 with a plug 1 15. Through the cable 1 12 at least one electrical cable is guided, which electrically connects the handle electronics 202 with the plug 1 15, in particular a connector electronics 102 arranged in the plug. The cable 1 12 preferably also has an electromagnetic shield, not shown.
Der Schaft 1 14, der Handgriff 1 13, das Kabel 1 12 und der Stecker 1 15 sind jeweils temperaturbeständig und druckbeständig ausgebildet. Insbesondere sind die genannten Komponenten mehrfach und unbeschadet in einer Druckatmosphäre von mindestens 3 bar Über- druck auf über 130°C erhitzbar. Des Weiteren sind die genannten Komponenten zu einer Baugruppe zusammengefasst und mit einer insbesondere dampfdichten und temperaturbeständigen Barriere in Form einer unterbrechungsfreien Ummantelung mit einem geeigneten Kunststoff umschlossen. Dadurch ist das Endoskop 100 insgesamt autoklavierbar, d.h. insbesondere in einem Autoklaven unter Überdruck heißdampfsterilisierbar. The shaft 1 14, the handle 1 13, the cable 1 12 and the plug 1 15 are each formed temperature resistant and pressure resistant. In particular, the components mentioned are multiply and without damage in a pressure atmosphere of at least 3 bar. can be heated to over 130 ° C. Furthermore, the components mentioned are combined to form an assembly and enclosed by a particular vapor-tight and temperature-resistant barrier in the form of an uninterrupted sheathing with a suitable plastic. As a result, the endoscope 100 as a whole is autoclavable, ie in particular in an autoclave under steam pressure sterilization.
Die Kontrolleinrichtung 200 umfasst eine Steckeraufnahme 215 und eine mit der Steckeraufnahme 215 galvanisch verbundene Anzeigevorrichtung 206, beispielsweis in Form eines Monitors oder Bildschirms, zum Darstellen eines Bildes oder Videos, das insbesondere in Echtzeit aus den Bilddaten des Bildgebers 109 gewonnen wird. The control device 200 comprises a plug receptacle 215 and a display device 206 galvanically connected to the plug receptacle 215, for example in the form of a monitor or screen, for displaying an image or video which is obtained in particular in real time from the image data of the imager 109.
Der Stecker 1 15 und die Steckeraufnahme 215 weisen jeweils Magnete 101 , 201 auf, um eine lösbare Verbindung zwischen Stecker 1 15 und Steckeraufnahme 215 bzw. zwischen Videoendoskop 100 und Kontrolleinrichtung 200 herzustellen und den Stecker 1 15 in einer Sollposition relativ zu der Steckeraufnahme 215 zu halten. The plug 1 15 and the plug receptacle 215 each have magnets 101, 201 to produce a detachable connection between plug 1 15 and plug receptacle 215 and between video endoscope 100 and control device 200 and the plug 1 15 in a desired position relative to the plug receptacle 215 hold.
Zusätzlich oder alternativ können der Stecker 1 15 und die Steckeraufnahme 215 wenigstens abschnittsweise formkomplementär zueinander ausgebildet sein, so dass Stecker 1 15 und Steckeraufnahme 215 mechanisch, beispielsweise mittels einer Klemmverbindung, lösbar miteinander verbindbar oder verbunden sind. Additionally or alternatively, the plug 1 15 and the plug receptacle 215 may be at least partially complementary shape to each other, so that plug 1 15 and plug receptacle 215 mechanically, for example by means of a clamping connection, detachably connected or connected to each other.
Zwischen Stecker 1 15 und Steckeraufnahme 215 ist eine induktive Schnittstelle 104, 204 zur Versorgung des Videoendoskops 100 mit elektrischer Energie vorgesehen. Hierfür weist die Steckeraufnahme 215 eine Sendespule 204 und der Stecker 1 15 eine Empfangsspule 104 auf. Die Sendespule 204 ist Bestandteil eines ersten Schwingkreises, der neben der Sendespule 204 zumindest Teile einer Elektronik 202 der Steckeraufnahme 215 umfasst. In vergleichbarer Weise ist die Empfangsspule 104 Bestandteil eines zweiten Schwingkreises, der neben der Empfangsspule 104 zumindest Teile einer Steckerelektronik 102 umfasst. Die Schwingkreise weisen jeweils wenigstens eine auf den jeweils anderen Schwingkreis abgestimmte Resonanz auf. Vorzugsweise ist wenigstens einer der beiden Schwingkreise in seinem Resonanzverhalten veränderlich oder anpassbar ausgebildet, beispielsweise mittels wenigstens eines trimmbaren Kondensators. Between plug 1 15 and plug receptacle 215, an inductive interface 104, 204 is provided for supplying the video endoscope 100 with electrical energy. For this purpose, the plug receptacle 215 has a transmitting coil 204 and the plug 15 has a receiving coil 104. The transmitting coil 204 is part of a first resonant circuit which comprises at least parts of an electronics 202 of the plug receptacle 215 in addition to the transmitting coil 204. In a comparable manner, the receiver coil 104 is part of a second resonant circuit which comprises at least parts of a plug electronics 102 in addition to the receiver coil 104. The resonant circuits each have at least one tuned to the other resonant circuit resonance. Preferably, at least one of the two resonant circuits is designed to be changeable or adaptable in its resonance behavior, for example by means of at least one trimmable capacitor.
Die Steckerelektronik 102 und die Elektronik 202 der Steckeraufnahme 215 weisen ferner Schaltkreise zur Kontrolle der Übertragung elektrischer Energie oder elektrischer Leistung mittels der induktiven Schnittstelle 104, 204 auf. The plug electronics 102 and the electronics 202 of the plug receptacle 215 also have circuits for controlling the transmission of electrical energy or electrical power by means of the inductive interface 104, 204.
Des Weiteren ist zwischen dem Stecker 1 15 und der Steckeraufnahme 215 eine optische Schnittstelle 103, 203 zur Kommunikation oder zum Austausch von Daten, insbesondere zur Übermittlung von Bilddaten des Bildgebers 109 an die Anzeigevorrichtung 206, zwischen dem Videoendoskop 100 und der Kontrolleinrichtung 200 vorgesehen. Hierfür weisen der Stecker 1 15 eine, beispielsweise als Laserdiode ausgebildete, Infrarotlicht emittierende Halbleiterdiode 103 und die Steckeraufnahme 215 eine insbesondere auf Infrarot- licht empfindliche Photodiode 203 auf. Furthermore, an optical interface 103, 203 for communicating or exchanging data, in particular for transmitting image data of the image generator 109 to the display device 206, between the video endoscope 100 and the control device 200 is provided between the plug 1 15 and the plug receptacle 215. For this purpose, the plug 15 have a semiconductor diode 103 emitting infrared light, for example formed as a laser diode, and the plug receptacle 215 has a photodiode 203 sensitive in particular to infrared light.
Die Laserdiode 103 ist mit der Steckerelektronik 102 verbunden, wobei die Steckerelektronik Schaltkreise zur Kontrolle der Kommunikation mit der Kontrolleinrichtung 200 mittels der Laserdiode 103 umfasst. Die Photodiode 203 ist mit der Elektronik 202 der Steckeraufnahme 215 verbunden, wobei die Elektronik 202 Schaltkreise zur Kontrolle der Kommunikation mit dem Videoendoskop 00 mittels der Photodiode 203 umfasst. The laser diode 103 is connected to the plug electronics 102, the plug electronics comprising circuits for controlling the communication with the control device 200 by means of the laser diode 103. The photodiode 203 is connected to the electronics 202 of the plug receptacle 215, the electronics 202 comprising circuits for controlling the communication with the video endoscope 00 by means of the photodiode 203.
Die optische Schnittstelle 103, 203 wird insbesondere mittels Amplitudenmodulationen mit einer Modulationsfrequenz zwischen 50 MHz und 5 GHz betrieben, wodurch Übertragungsbandbreiten im Bereich von mehreren GBit pro Sekunde erreichbar sind. The optical interface 103, 203 is operated in particular by means of amplitude modulation with a modulation frequency between 50 MHz and 5 GHz, whereby transmission bandwidths in the range of several GBit per second can be achieved.
Der Stecker 1 15 weist ein Gehäuse 107 auf, das in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel intransparent oder teilweise intransparent für infrarote Strahlung ist. Es ist daher ein für infrarote Strahlung transparentes Fenster vorgesehen, um eine Kommunikation zwischen Laserdiode 103 und Photodiode 203 zu gewährleisten. Das Fenster muss dabei lediglich für infrarote Strahlung transparent sein, so dass auch im sichtbaren Spektralbereich intransparente Kunststoffe als Material für das Fenster in Frage kommen. The plug 15 has a housing 107 which, in the example shown in FIG. 1, is intransparent or partially non-transparent to infrared radiation. Therefore, a window transparent to infrared radiation is provided in order to ensure communication between laser diode 103 and photodiode 203. The window must be transparent only for infrared radiation, so that even in the visible spectral range intransparent plastics come as a material for the window in question.
Weitere Bestandteile der Kontrolleinrichtung 200 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 1 nicht dargestellt. Other components of the control device 200 are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
Beispielsweise ist eine Signalelektronik zwischen der Elektronik 202 der Steckeraufnahme und der Anzeigenvorrichtung 206 vorgesehen, um die über die optische Schnittstelle 103, 203 empfangenen Bilddaten von dem Bildgeber 109 weiter zu bearbeiten oder zu verarbeiten und für die Darstellung aufzubereiten. For example, a signal electronics between the electronics 202 of the connector receptacle and the display device 206 is provided to further process or process the image data received via the optical interface 103, 203 from the imager 109 and prepare for display.
Des Weiteren kann die Kontrolleinrichtung 200 weitere Bedien- und Kontrollelemente mit entsprechender Elektronik zur Kontrolle einzelner Funktionen der Kontrolleinrichtung 200 und/oder des Video- endoskops 100 aufweisen, beispielsweise eine Einstellmöglichkeit für die Helligkeit der Leuchtdiode 1 10 oder der Empfindlichkeit des Bildgebers 109. Furthermore, the control device 200 may have further operating and control elements with corresponding electronics for checking individual functions of the control device 200 and / or the video endoscope 100, for example a setting option for the brightness of the LED 1 10 or the sensitivity of the imager 109.
Hierfür gegebenenfalls erforderliche Steuersignale können insbesondere mittels der induktiven Schnittstelle 103, 203 von der Kontrolleinrichtung 200 an das Videoendoskop 100 übermittelt werden, beispielsweise mittels einer überlagerten Amplitudenmodulation. Control signals which may be required for this purpose can be transmitted from the control device 200 to the video endoscope 100, in particular by means of the inductive interface 103, 203, for example by means of a superimposed amplitude modulation.
Alternativ oder zusätzlich kann die optische Schnittstelle 103, 203 zur bidirektionalen Kommunikation zwischen Videoendoskop 100 und Kontrolleinrichtung 200 ausgebildet sein. Hierfür weist beispielsweise die Steckeraufnahme 215 zusätzlich eine Licht emittierende Halbleiterdiode 103 und der Stecker 1 15 zusätzlich eine Photodiode 203 auf. Alternatively or additionally, the optical interface 103, 203 may be designed for bidirectional communication between the video endoscope 100 and the control device 200. For this purpose, for example, the plug receptacle 215 additionally has a light-emitting semiconductor diode 103 and the plug 15 additionally has a photodiode 203.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit insbesondere gekennzeichnet sind, vorzugsweise fakultative Merkmale. All mentioned features, including the drawings alone to be taken as well as individual features that are disclosed in combination with other features are considered alone and in combination as essential to the invention. Embodiments of the invention may be accomplished by individual features or a combination of several features. In the context of the invention, features that are characterized in particular, preferably optional features.
Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES
1 Videoendoskopiesystem1 video endoscopy system
100 Videoendoskop 100 video endoscope
101 Magnet 101 magnet
102 Elektronik102 electronics
103 IR-Laserdiode 103 IR laser diode
104 Empfangsspule 104 receiver coil
06 Sichtfenster  06 viewing window
107 Gehäuse 107 housing
108 Elektronik108 electronics
109 Bildaufnehmer 109 imager
1 10 Leuchtdiode  1 10 LED
1 1 1 Taster 1 1 1 button
1 12 Kabel 1 12 cables
1 13 Handgriff 1 13 handle
1 14 Schaft1 14 shaft
200 Kontrolleinrichtung200 control device
201 Magnet201 magnet
202 Elektronik202 electronics
203 IR-Photodiode 203 IR photodiode
204 Sendespule  204 transmitting coil
206 Anzeigevorrichtung  206 display device

Claims

Videoendoskopiesystem, Kopplungseinrichtung, Videoendoskop und Kontrolleinrichtung Patentansprüche Video endoscopy system, coupling device, video endoscope and control device claims
1. Videoendoskopiesystem (1 ), umfassend ein Videoendoskop (100) mit einem Bildaufnehmer (109) zur Aufnahme von Bilddaten, eine Kontrolleinrichtung (200) für das Videoendoskop (100) und eine Kopplungseinrichtung zur Verbindung des Vi- deoendoskops (100) mit der Kontrolleinrichtung (200), umfassend eine erste Kopplungsvorrichtung (1 15) an dem Videoendoskop (100) und eine zweite Kopplungsvorrichtung (215) an der Kontrolleinrichtung (200), wobei die Kopplungseinrichtung eine induktive Schnittstelle (104, 204) zwischen den beiden Kopplungsvorrichtungen (1 15; 215) zur Versorgung des Vi- deoendoskops (100) mit elektrischer Energie und eine optische Schnittstelle (103, 203) zwischen den beiden Kopplungsvorrichtungen (1 15; 215) zur Übertragung von Steuerdaten und/oder mittels des Bildaufnehmers (109) aufgenommener Bilddaten aufweist. 1. Video endoscopy system (1), comprising a video endoscope (100) with an image sensor (109) for recording image data, a control device (200) for the video endoscope (100) and a coupling device for connecting the video endoscope (100) to the control device (200), comprising a first coupling device (1 15) on the video endoscope (100) and a second coupling device (215) on the control device (200), the coupling device having an inductive interface (104, 204) between the two coupling devices (1 15 ; 215) for supplying the video endoscope (100) with electrical energy and an optical interface (103, 203) between the two coupling devices (1 15; 215) for transmitting control data and / or image data recorded by means of the image sensor (109). .
2. Videoendoskopiesystem (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch ge- kennzeichnet, dass eine der beiden Kopplungsvorrichtungen (1 15; 215) als Stecker (1 15) und die andere Kopplungsvorrichtung (1 15; 215) als Aufnahme (215) für den Stecker ausgebildet ist, wobei insbesondere der Stecker (1 15) an dem Vi- deoendoskop und die Aufnahme (215) für den Stecker (1 15) an der Kontrolleinrichtung (200) angeordnet sind. 2. Video endoscopy system (1) according to claim 1, characterized in indicates that one of the two coupling devices (1 15; 215) is designed as a plug (1 15) and the other coupling device (1 15; 215) is designed as a receptacle (215) for the plug, in particular the plug (1 15) on the Video endoscope and the receptacle (215) for the plug (1 15) are arranged on the control device (200).
Videoendoskopiesystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungsvorrichtung (1 15) und/oder die zweite Kopplungsvorrichtung (215) wenigstens einen Magneten (101 ; 201 ) zur lösbaren Verbindung der beiden Kopplungsvorrichtungen (1 15; 215) umfasst oder umfassen. Video endoscopy system (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the first coupling device (1 15) and/or the second coupling device (215) has at least one magnet (101; 201) for releasably connecting the two coupling devices (1 15; 215). includes or includes.
Videoendoskopiesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kopplungsvorrichtung (215) eine Sendespule (204) für die induktive Schnittstelle (104, 204) umfasst und die erste Kopplungsvorrichtung (1 15) eine Empfangsspule (104) für die induktive Schnittstelle (104, 204) umfasst. Video endoscopy system (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second coupling device (215) comprises a transmitting coil (204) for the inductive interface (104, 204) and the first coupling device (1 15) comprises a receiving coil (104) for the inductive interface (104, 204).
Videoendoskopiesystem (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespule (204) Bestandteil eines ersten Schwingkreises und die Empfangsspule (104) Bestandteil eines zweiten Schwingkreises sind, wobei der erste Schwingkreis und der zweite Schwingkreis wenigstens eine im Wesentlichen übereinstimmende Resonanzfrequenz aufweisen. Video endoscopy system (1) according to claim 4, characterized in that the transmitting coil (204) is part of a first resonant circuit and the receiving coil (104) is part of a second resonant circuit, the first resonant circuit and the second resonant circuit having at least one substantially identical resonance frequency.
Videoendoskopiesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungsvorrichtung (1 15) eine, insbesondere im infraroten Spektralbereich emittierende, optische Sendevorrichtung (103) der optischen Schnittstelle (103, 203) umfasst und die zweite Kopplungsvorrichtung (215) eine optische Empfangsvorrichtung (203) der optischen Schnittstelle (203, 203) umfasst, wobei insbesondere die erste Kopplungsvorrichtung ( 5) zusätzlich eine optische Empfangsvorrichtung und die zweite Kopplungsvorrichtung (215) eine optische Sendevorrichtung umfasst. Video endoscopy system (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first coupling device (1 15), in particular in the infrared spectral range emitting, optical transmitting device (103) of the optical interface (103, 203) and the second coupling device (215) comprises an optical receiving device (203) of the optical interface (203, 203), in particular the first coupling device (5) additionally comprising an optical Receiving device and the second coupling device (215) comprises an optical transmitting device.
Videoendoskopiesystem (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendevorrichtung (103) eine Halbleiterdiode, insbesondere eine Laserdiode (103), und/oder die Empfangsvorrichtung (203) eine Halbleiterdiode, insbesondere eine Photodiode (203), ist oder sind. Video endoscopy system (1) according to claim 6, characterized in that the transmitting device (103) is or are a semiconductor diode, in particular a laser diode (103), and / or the receiving device (203) is or are a semiconductor diode, in particular a photodiode (203).
Videoendoskopiesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bisVideo endoscopy system (1) according to one of claims 1 to
7, dadurch gekennzeichnet, dass das Videoendoskop (100) einen Schaft (1 14), ein Kabel (1 12) und einen zwischen dem Schaft (1 14) und dem Kabel (1 12) angeordneten Handgriff7, characterized in that the video endoscope (100) has a shaft (1 14), a cable (1 12) and a handle arranged between the shaft (1 14) and the cable (1 12).
(1 13) umfasst, wobei insbesondere der Bildaufnehmer (109) an einem dem Handgriff (1 13) abgewandten Ende des Schafts(1 13), in particular the image sensor (109) at an end of the shaft facing away from the handle (1 13).
(1 14) und/oder die erste Kopplungsvorrichtung (1 15) an einem dem Handgriff (1 13) abgewandten Ende des Kabels (1 12) angeordnet ist oder sind, wobei insbesondere der Bildaufnehmer (109) und die erste Kopplungsvorrichtung (1 15) galvanisch miteinander verbindbar oder verbunden sind. (1 14) and/or the first coupling device (1 15) is or are arranged on an end of the cable (1 12) facing away from the handle (1 13), in particular the image sensor (109) and the first coupling device (1 15) can be galvanically connected or connected to one another.
Videoendoskopiesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bisVideo endoscopy system (1) according to one of claims 1 to
8, dadurch gekennzeichnet, dass das Videoendoskop (100) ferner eine Lichtquelle (1 10), insbesondere eine Leuchtdiode (1 10), zur Ausleuchtung eines Beobachtungsbereichs des Vi- deoendoskops (100) umfasst, wobei die Lichtquelle (1 10) insbesondere an oder in einem Handgriff (1 13) des Videoendo- skops (100) oder an einem distalen Ende eines Schafts (1 14) des Videoendoskops (100) angeordnet ist. 8, characterized in that the video endoscope (100) further comprises a light source (1 10), in particular a light-emitting diode (1 10), for illuminating an observation area of the video endoscope (100), the light source (1 10) in particular on or in one handle (1 13) of the video endo scope (100) or at a distal end of a shaft (1 14) of the video endoscope (100) is arranged.
10. Videoendoskopiesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Videoendoskop (100) autoklavierbar ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Schaft (1 14), ein Handgriff (1 13) und ein Kabel (1 12) des Videoendoskops (1 10) sowie die erste Kopplungsvorrichtung (1 15) zu einer autoklavierbaren Baueinheit zusammengefasst sind.0 10. Video endoscopy system (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the video endoscope (100) is designed to be autoclavable, in particular a shaft (1 14), a handle (1 13) and a cable (1 12) of the Video endoscope (1 10) and the first coupling device (1 15) are combined into an autoclavable unit.0
1 1. Kopplungseinrichtung (1 15, 215) eines Videoendoskopiesystems (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend eine erste Kopplungsvorrichtung (1 15) für ein Videoendoskop (100) und eine zweite Kopplungsvorrichtung (215) für eine5 Kontrolleinrichtung (200), wobei die Kopplungseinrichtung 1 1. Coupling device (1 15, 215) of a video endoscopy system (1) according to one of claims 1 to 10, comprising a first coupling device (1 15) for a video endoscope (100) and a second coupling device (215) for a control device (200) , where the coupling device
(1 15, 215) eine induktive Schnittstelle (104, 204) und eine optische Schnittstelle (103, 203) zwischen den beiden Kopplungsvorrichtungen (1 15; 215) aufweist. o 12. Videoendoskop (100) eines Videoendoskopiesystems (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend einen Bildaufnehmer (109) und eine erste Kopplungsvorrichtung (1 15) einer Kopplungseinrichtung (1 15, 215) nach Anspruch 1 1. 5 13. Kontrolleinrichtung (200) eines Videoendoskopiesystems (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend eine zweite Kopplungsvorrichtung (215) einer Kopplungseinrichtung (1 15, 215) nach Anspruch 1 1 . 0 (1 15, 215) has an inductive interface (104, 204) and an optical interface (103, 203) between the two coupling devices (1 15; 215). o 12. Video endoscope (100) of a video endoscopy system (1) according to one of claims 1 to 10, comprising an image sensor (109) and a first coupling device (1 15) of a coupling device (1 15, 215) according to claim 1 1. 5 13. Control device (200) of a video endoscopy system (1) according to one of claims 1 to 10, comprising a second coupling device (215) of a coupling device (1 15, 215) according to claim 1 1. 0
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