具有側向觀察方向的視頻內窺鏡和視頻內窺鏡的安裝方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有側向觀察方向的視頻內窺鏡(1)，其包括：具有套管(3)的內窺鏡桿(2)；進入窗口(4)，該進入窗口在所述套管(3)的遠端部以氣密的方式聯接至所述套管(3)，尤其是，所述進入窗口相對于所述套管(3)的縱向軸線以傾斜的方式布置；側向觀察光學組件；以及傳感器模塊(20)，該傳感器模塊具有光學傳感器(21)，其中所述傳感器模塊(20)被布置在縱向延伸的傳感器模塊載體(30)的遠端側，所述傳感器模塊載體以能相對于所述套管(3)進行旋轉的方式安裝。本發明還涉及一種用于安裝根據本發明的對應的視頻內窺鏡(1)的方法。根據本發明的視頻內窺鏡(1)的特征在于，所述側向觀察光學組件被設計為配件(10)，所述配件能被插接或者已被插接在所述傳感器模塊(20)和/或所述傳感器模塊載體(30)的遠端上，并且所述配件以能相對于所述傳感器模塊(20)和/或所述傳感器模塊載體(30)進行旋轉的方式安裝，其中所述配件(10)具有至少一個鎖定裝置(15)，所述鎖定裝置與所述套管(3)上的至少一個對應的鎖定裝置(5)合作，使得所述配件(10)相對于所述套管(3)以抗旋轉的方式進行固定。
【專利說明】具有側向觀察方向的視頻內窺鏡和視頻內窺鏡的安裝方法
[0001]本發明涉及一種具有側向觀察方向的視頻內窺鏡，其包括:具有套管的內窺鏡桿；進入窗口，該進入窗口在所述套管的遠端部以氣密的方式聯接至所述套管，尤其是，所述進入窗口相對于套管的縱向軸線以傾斜的方式布置；側向觀察光學組件；以及傳感器模塊，該傳感器模塊具有光學傳感器，其中傳感器模塊被布置在縱向延伸的傳感器模塊載體的遠端側，該傳感器模塊載體以能相對于套管進行旋轉的方式安裝。本發明還涉及一種用于安裝根據本發明的相應的視頻內窺鏡的方法。
[0002]在內窺鏡手術中，由于解剖空間中的或者相應地在手術區域中的可用空間減少，因此具有側向觀察方向的視頻內窺鏡被用于檢查特定的器官區域。在使用這些類型的內窺鏡的過程中，通常使用者可用的是可以沿縱向軸線旋轉的內窺鏡。因此，為了給予使用者或相應的手術者最大可能的舒適度， 在一些情況下，將一系統整合在內窺鏡中，該系統在內窺鏡圍繞其縱向軸線旋轉的過程中可以保持圖像傳感器的取向并且因此保持圖像的取向。因此，對于手術者來說，更易于使其在手術區域中保持其取向。
[0003]為了確保這種內窺鏡的高溫滅菌性，必須將可移動的光學部件設置在氣密密封的空間中。為了防止水分滲透至光學系統中，這是必需的。氣密密封空間或者相應的從內窺鏡頂端延伸至光學器件的抓握區域的氣密密封的體積包括所有光學部件。
[0004]之所以可以確保為了實現良好的高溫滅菌性而對內窺鏡桿提出的氣密密封要求是因為，內窺鏡遠端頂端上的可以是傾斜的(尤其是平面狀的)的進入窗口或者例如尤其被設計成半球形的玻璃圓頂的進入窗口在周側與內窺鏡桿連接，尤其是與內窺鏡桿的套管連接。氣密連接例如通過焊接來建立。在將組件安裝在內窺鏡上之后進行焊接。在這種情況下，因此可能會導致在玻璃中，主要在內部出現雜質。在這種系統中，這些雜質不能被反向移除。
[0005]另一種建立氣密密封的可能性在于稍后聯接整個內窺鏡頂端。在聯接過程中，在光學組件的特定的誤差情況下，由于熱輸入而存在潛在變形，因此這是非常復雜并因此昂貴的。
[0006]與現有技術相對比，本發明的目的在于提供一種視頻內窺鏡和用于安裝視頻內窺鏡的方法，借助該方法，可以以快速清潔的方式并且在特定的誤差范圍內來生產視頻內窺鏡，并且能夠確保視頻內窺鏡的高溫滅菌性。
[0007]該目的通過一種具有側向觀察方向的視頻內窺鏡來實現，其包括:具有套管的內窺鏡桿；進入窗口，該進入窗口在所述套管的遠端部以氣密的方式聯接至所述套管，尤其是，所述進入窗口相對于所述套管的縱向軸線以傾斜的方式布置；側向觀察光學組件；以及傳感器模塊，該傳感器模塊具有光學傳感器，其中所述傳感器模塊被布置在縱向延伸的傳感器模塊載體的遠端側，所述傳感器模塊載體以能相對于所述套管進行旋轉的方式安裝，所述視頻內窺鏡的特征在于，所述側向觀察光學組件被設計為配件，所述配件能被插接或者已被插接在所述傳感器模塊和/或所述傳感器模塊載體的遠端上，并且所述配件以能相對于所述傳感器模塊和/或所述傳感器模塊載體進行旋轉的方式安裝，其中所述配件具有至少一個鎖定裝置，所述鎖定裝置與所述套管上的至少一個對應的鎖定裝置合作，使得所述配件相對于所述套管以抗旋轉的方式進行固定。
[0008]本發明是以對配件的使用為基礎的。還可以被稱為延伸件的該配件包括位于棱鏡保持件上或位于鏡面保持件上的棱鏡或鏡子，并且可以被夾持或者安裝在傳感器模塊或傳感器模塊載體上。該配件例如利用滑動軸承以可旋轉的方式安裝。由此首次實現了，將需要被安裝在套管中的部件組合在一起并且將它們作為插入組件一起插入套管。這使得可以在傳感器模塊與棱鏡保持件或者鏡面保持件一起被插入之前，例如通過焊接來建立套管與進入窗口之間的氣密密封，并且可以隨后從仍舊空的套管的內部來清潔例如進入窗口。
[0009]由于在側向觀察的視頻內窺鏡中，觀察方向和因此棱鏡或鏡子在套管中的取向也是重要的，因此配件還包括鎖定裝置，該鎖定裝置與套管中的對應的鎖定裝置一起配合，因此防止配件中的棱鏡或鏡子在被推入之后相對于套管進行旋轉。該棱鏡或者相應的鏡子本身經由套管中的鎖定裝置和與手柄的剛性連接進行移動。具有光學傳感器的傳感器模塊以可相對于套管進行旋轉的方式安裝或者還以可相對于棱鏡或鏡子進行旋轉的方式安裝。這些旋轉例如從設置在近端的旋轉裝置(例如致動器或者磁耦合器)經由傳感器模塊載體傳遞給傳感器模塊。
[0010]在本發明的范圍內，管被稱為套管，其以抗旋轉的方式與棱鏡或者相應地與鏡子相連，而傳感器模塊以可相對于套管進行旋轉的方式安裝。在另選的變型中，如此設計的套管還可以是內窺鏡桿的內管。因此，在本專利申請中，術語“套管”指的是這種功能，而并非指的是內窺鏡桿的最外部的包圍管的位置。
[0011]傳感器模塊載體優選設計為剛性的信號線載體或者內管。相應的剛性信號線載體或者信號導體載體例如在本 申請人:的專利申請DE 10 2010 044 786.2和DE 10 2011 076077.6中被示出，其公開內容應通過引用被完全納入本發明中。這包括絕緣導體載體，信號線或相應的導體路徑被設置在該絕緣導體載體上或設置在該絕緣導體載體中。剛性的信號線載體尤其是圓柱形的，并且縱向延伸，而且能夠例如以鑄造或注塑成型技術進行生產。例如以生產模制互連裝置的技術來添加導體路徑。另選地，也可以將剛性的信號線載體設計為剛性的平面導體路徑載體。另選地，傳感器模塊載體被設計為內管，其以可旋轉的方式被同心地安裝在套管中。套管還可以在其內側或在其外側具有例如信號導體。
[0012]傳感器模塊載體和/或傳感器模塊優選經由兩個滑動軸承以可相對于套管旋轉的方式進行安裝，其中尤其是，設置在近端的滑動軸承具有流體密封件和/或以防水方式設計。傳感器模塊載體和傳感器模塊經由兩個滑動軸承以可旋轉的方式安裝在套管中。傳感器模塊載體和傳感器模塊同時被確保不在套管中傾翻。
[0013]為了避免水蒸汽進入內窺鏡中，并且避免在棱鏡和傳感器模塊的鏡面上發生沉淀凝結，優選設置流體密封。這種類型的流體密封可以被設計為磁性的磁流體密封。這樣的磁性的磁流體密封包括環形磁體，該環形磁體圍繞待被密封的部分(例如傳感器模塊載體)設置，并且相對于傳感器模塊載體留出開放的間隙。鐵磁流體被設置在該間隙中，該鐵磁流體由通過鐵磁材料構成的納米粒子的懸浮液組成。納米粒子具有小于磁疇的直徑。在這種情況下，懸浮液介質優選是油。納米粒子的較小尺寸使得它們在懸浮液介質中隸屬于布朗分子運動并且不彼此吸附。也可以防止納米粒子的附聚，其中相應的涂層被施加在納米粒子上。
[0014]納米粒子在環形磁體的磁場中相應對準，使得鐵磁流體填滿整個間隙。磁場還將鐵磁流體保持在該間隙中，使得它達不到外側。幾個流體密封件或相對應地幾個具有對應的鐵磁流體的環形開口的邊緣也可以被設置在環形磁體上，以便提高相對于環境空氣壓力或水蒸汽壓力的抵抗力。
[0015]最后，近端的滑動軸承也可以被設計為防水的，以便防止在高溫滅菌過程中發生液態水滲透。
[0016]對應的鎖定裝置的橫截面優選基本上以形狀鎖合和/或力鎖合的形式來設計，尤其是，作為鎖舌和凹槽或者作為凹槽和彈簧預緊式彈簧來設計。對應的鎖定裝置的形狀鎖合和/或力鎖合防止了配件或相應的載體相對于套管在周向方向上的擺動。因此，凹槽可以被設置在配件上，對應的互補形狀位于套管中，或者反之。
[0017]鎖定裝置有利地在套管上在套管的縱向延伸部的一部分上延伸。由此可以在將施加在傳感器模塊上的配件推入套管中的過程中在早期獲得棱鏡或鏡子相對于套管的取向，并且在整個推入動作的過程中來保持該取向。尤其是，在這種情況下，配件已經可以在套管的近端部處借助其鎖定裝置螺接在套管中的鎖定裝置上，這省除了隨后在內窺鏡桿的遠端部附近的旋轉。
[0018]滑動軸承優選布置在傳感器模塊和配件之間。配件和傳感器模塊因此被直接相對于彼此安裝，從而產生了節省空間的構造。
[0019]配件還優選被設計為在其近端側接收傳感器模塊和滑動軸承，其中在近端邊緣處設置有保持結構，用于與傳感器模塊或傳感器模塊載體的對應結構進行形狀鎖合聯接和/或力鎖合聯接，以便在軸向方向上保持傳感器模塊。這可以以邊緣的形式來完成，該邊緣也被設計為在 軸向方向上具有鎖舌或凹槽，其中傳感器模塊或傳感器模塊載體在其周面上在遠端部的區域中具有對應的鎖舌或凹槽，從而實現了傳感器模塊或傳感器模塊載體和配件之間的鎖舌和凹槽連接。這種連接允許兩個部件彼此扭轉。由此至少防止了直至預定的或可預定的力消耗的軸向脫離。
[0020]基于本發明的該目的還通過用于安裝前述根據本發明的視頻內窺鏡的方法來解決，使進入窗口以氣密的方式與所述套管相連，并且此外，通過使所述傳感器模塊以抗旋轉的方式與所述傳感器模塊載體相連并且使所述配件以可旋轉的方式與所述傳感器模塊相連來建立插入組件，其中，所述插入組件被插入所述套管，其中，在插入的過程中，所述配件上的所述至少一個鎖定裝置與所述套管上的所述至少一個鎖定裝置接合。
[0021]一側的插入組件的形式和套管的另一側的遠端氣密密封使得可以在將插入組件推入套管之前對套管或者相應地對進入窗口從內側進行清潔。同時，插入組件以及尤其是布置在遠端處的棱鏡或者鏡子不在套管的氣密密封過程中實現密封的位置附近，因此棱鏡或者鏡子在該過程中也不被污染。
[0022]優選地，在所述插入組件被插入所述套管之前，從所述進入窗口和/或所述套管去除由于所述進入窗口與所述套管之間的氣密連接而產生的雜質。彎月形的透鏡也優選在插入組件被推入套管之前，被安裝在棱鏡或鏡子的遠端端面上。這可以在棱鏡或鏡子被安裝在配件中之前或之后，或者在具有棱鏡或鏡子的配件已經被推至傳感器模塊上之后發生。
[0023]有利的是，在插入組件被推入套管之前，并且在配件與傳感器模塊進行連接之前和/或之后，配件的光學器件和/或傳感器模塊的光學器件進行聚焦。這意味著單獨的光學部件，例如彎月形的透鏡、棱鏡、鏡子和其他透鏡在光學路徑上在傳感器前方對準，以便在希望的觀察方向上獲得希望的清晰的圖像。
[0024]根據本發明的視頻內窺鏡的側向觀察方向或者是被永久規定，或者是可以以分階段的方式或者以可連續變化的方式進行調整。已知對應的機構或者具有致動器或機械裝置的解決方案，并且它們還可以利用本發明示出的安裝概念來執行。
[0025]本發明的其他特征將通過對本發明的實施方式進行描述，并且結合權利要求和包含的附圖，而變得明顯。根據本發明的實施方式可以滿足單獨的特征或者幾個特征的組合。
[0026]下面基于參照附圖的示例性實施方式對本發明進行描述，但不限制本發明的總體思路，因此在文中并未具體描述本發明的所有細節的公開。
[0027]圖1示意性地以剖面圖示出了根據本發明的視頻內窺鏡I的示例性實施方式，其中內窺鏡桿2縱向延伸。為了簡化視圖，未示出設置在近端的手柄。
[0028]內窺鏡桿2包括套管3，該套管在其遠端頂部被平面狀的進入窗口 4封閉，進入窗口與套管3在周向上焊接，從而實現氣密密封。因此，水和水蒸汽不會在高溫滅菌的過程中從遠端側進入套管3，并且不會對設置在套管3內的光學部件造成損害。套管3又可以被未在圖1中示出的管件或者層包圍。
[0029]這些光學部件被組合在插入組件中。在遠端處，該插入組件包括具有棱鏡11的配件10，在棱鏡上設置有彎月形透鏡12。棱鏡11沿軸向方向橫向偏轉入射光束。棱鏡11由安裝在傳感器模塊20上的棱鏡保持件13保持。傳感器模塊20包括位于傳感器載體22上的光學傳感器21以及位于傳感器21前方的透鏡23、23’，這些透鏡將被棱鏡11偏轉的光映射或聚焦到傳感器21上。
[0030]棱鏡保持件13和傳感器模塊20之間的連接基本上是插塞連接。該插塞連接允許棱鏡保持件13相對于傳感器模塊20進行軸向旋轉并且反之亦然。這通過布置在兩個部件之間的滑動軸承24來實現。為了防止在軸向上脫離聯接，棱鏡保持件13在其近端部的周向上具有突出部14或者伸出部，該突出部在其近端部上具有向內指向的邊緣。在將傳感器模塊20和棱鏡保持件13插接在一起的過程中，與傳感器模塊20相連的滑動軸承24被接收在以這種方式形成的環形中空空間中。另選地，滑動軸承24還可以與棱鏡保持件13相連，并且在傳感器模塊20上可以存在獨立的環形結構，借助該環形結構，棱鏡保持件13的邊緣或者相應的突出部14可以被有效連接。
[0031]為了能夠改變側向觀察方向，外部套管3在根據圖1的本發明的內窺鏡的情況下旋轉。為此，棱鏡11以及配件10的棱鏡保持件13 —起經由卡接件15與套管3相連。為此，套管3具有供卡接件15接合的凹槽5。卡接件15可以是所謂的彈簧，即，用于凹槽的接合體，其還可以是彈簧預緊式的。當卡接件15被插入套管3的凹槽5時，相對于套管3和平面狀的進入窗口 4來說，任何圍繞棱鏡保持件13的縱向軸線的旋轉以及任何圍繞棱鏡11的縱向軸線的旋轉均被阻止，從而使得套管3的任何旋轉都被傳遞給棱鏡11。
[0032] 傳感器模塊20以可相對于套管3進行旋轉的方式進行安裝。為此，在內窺鏡桿2的遠端區域中設置有滑動軸承25，該滑動軸承設置在套管3和傳感器模塊20之間。另一個滑動軸承32被布置在內窺鏡桿2的近端區域中，并且相對于套管3以可旋轉的方式安裝傳感器模塊載體30的近端部分。由此防止了插入組件從配件10、傳感器模塊20和傳感器模塊載體30中相對于套管3傾斜出來。[0033]傳感器模塊載體在根據圖1的示例性實施方式中被設計為縱向延伸的剛性的信號導體載體，其近端區域31被延伸。表面上的信號導體路徑或者剛性的信號導體載體未被示出。信號導體載體例如與已從 申請人:的專利申請DE 10 2010 044 786.2或者DE 102011 076 077.6中已知的信號導體載體相對應。
[0034]滑動軸承32尤其包括流體密封件，例如磁性的磁流體密封件，其在滑動軸承32的遠端以氣密方式密封套管3的內部，并且在對內窺鏡I進行高溫滅菌時防止水蒸汽進入其中。滑動軸承32還可以以防水方式設計，使得額外的液態水不能滲透，或者相應地，還防止流體密封件受到液態水的影響。
[0035]作為如圖1所示的剛性的傳感器模塊載體30的替代，也可以使用例如剛性的導體板或者內管，其中傳感器模塊20布置在遠端并且其通過滑動軸承25、32相對于套管3以可旋轉的方式安裝。配件10也可以被安裝在內管上，內管包圍傳感器模塊20。
[0036]與圖1中的示例性實施方式相反，還可以在套管3的整個長度上或者在套管3的大部分長度上設計凹槽5，從而使卡接件15在推入插入組件10、20、30的過程中就已經能夠被螺接在凹槽5中，并且因此配件10的取向在滑入開始時就已經被確定。這為安裝本發明的內窺鏡I提供了便利。
[0037]作為固定的棱鏡的替代，本發明的視頻內窺鏡還可以具有可以連續變化的觀察方向或者可以階段性地進行調整的觀察方向。對應的控制裝置，例如控制運動的致動器或者機械傳輸器，可以與配件連通或者可以布置在配件上。
[0038]所有提及的特征 ，包括那些只從附圖中獲得的特征以及以與其他特征進行組合的方式被公開的單獨的特征，對于本發明來說是重要的。根據本發明的實施方式可以通過單獨的特征或者幾個特征的組合得以滿足。
[0039]附圖標記列表
[0040]I 視頻內窺鏡
[0041]2 內窺鏡桿
[0042]3 套管
[0043]4 平面狀進入窗口
[0044]5 凹槽
[0045]10 配件
[0046]11 棱鏡
[0047]12彎月形透鏡
[0048]13棱鏡保持件
[0049]14突出部
[0050]15卡接件
[0051]20傳感器模塊
[0052]21光學傳感器
[0053]22傳感器載體
[0054]23，23’ 透鏡
[0055]24滑動軸承
[0056]25滑動軸承[0057]30傳感器模塊載體
[0058]31信號線載體的近端區域 [0059]32具有流體密封件的滑動軸承
【權利要求】
1.一種具有側向觀察方向的視頻內窺鏡(1)，其包括:具有套管(3)的內窺鏡桿(2);進入窗口(4)，該進入窗口在所述套管(3)的遠端部以氣密的方式聯接至所述套管(3)，尤其是，所述進入窗口相對于所述套管(3)的縱向軸線以傾斜的方式布置；側向觀察光學組件；以及傳感器模塊(20)，該傳感器模塊具有光學傳感器(21)，其中所述傳感器模塊(20)被布置在縱向延伸的傳感器模塊載體(30)的遠端側，所述傳感器模塊載體以能相對于所述套管(3)進行旋轉的方式安裝，所述視頻內窺鏡的特征在于，所述側向觀察光學組件被設計為配件(10)，所述配件能被插接或者已被插接在所述傳感器模塊(20)和/或所述傳感器模塊載體(30)的遠端上，并且所述配件以能相對于所述傳感器模塊(20)和/或所述傳感器模塊載體(30)進行旋轉的方式安裝，其中所述配件(10)具有至少一個鎖定裝置(15)，所述鎖定裝置與所述套管(3)上的至少一個對應的鎖定裝置(5)合作，使得所述配件(10)相對于所述套管(3)以抗旋轉的方式進行固定。
2.根據權利要求1所述的視頻內窺鏡(I)，其特征在于，所述傳感器模塊載體(30)被設計為剛性的信號線載體或者被設計為內管。
3.根據權利要求2所述的視頻內窺鏡(I)，其特征在于，所述傳感器模塊載體(30)和/或所述傳感器模塊(20)經由兩個滑動軸承(25，32)以能相對于所述套管(3)進行旋轉的方式安裝，其中尤其是，設置在近端的滑動軸承(32)具有流體密封件和/或以防水方式設計。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的視頻內窺鏡(I)，其特征在于，對應的所述鎖定裝置(5，15)的橫截面基本上以形狀鎖合和/或力鎖合的方式設計，尤其是，對應的所述鎖定裝置(5，15)被設計為鎖舌和凹槽，或者被設計為凹槽和彈簧預緊式彈簧。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的視頻內窺鏡(I)，其特征在于，所述套管(3)上的所述鎖定裝置(5)在所述套管(3)的縱向延伸部的一部分上延伸。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的視頻內窺鏡(I)，其特征在于，在所述傳感器模塊(20)和所述配件(10)之間設置有滑動軸承(24)。
7.根據權利要求6所述的視頻內窺鏡(I)，其特征在于，所述配件(10)被設計為在該配件的近端側上接收所述傳感器模塊(20)和所述滑動軸承(24)，其中在近端邊緣處設置有保持結構(14)，該保持結構用于與所述傳感器模塊(20)的對應結構或者與所述傳感器模塊載體(30)的對應結構進行形狀鎖合聯接和/或力鎖合聯接，以便在軸向方向上保持所述傳感器模塊(20)。
8.一種用于安裝根據權利要求1至7所述的視頻內窺鏡(I)的方法，其中，使進入窗口(4)以氣密的方式與所述套管(3)相連，并且此外，通過使所述傳感器模塊(20)以抗旋轉的方式與所述傳感器模塊載體(30)相連并且使所述配件(10)以可旋轉的方式與所述傳感器模塊(20)相連來建立插入組件(10，20，30)，其中，所述插入組件(10，20，30)被插入所述套管(3)，其中，在插入的過程中，所述配件(10)上的所述至少一個鎖定裝置(15)與所述套管(3)上的所述至少一個鎖定裝置(5)接合。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，在所述插入組件(10，20，30)被插入所述套管(3)之前，從所述進入窗口(4)和/或所述套管(3)去除由于所述進入窗口(4)與所述套管(3)之間的氣密連接而產生的雜質。
10.根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述插入組件(10，20，30)被插入`所述套管(3)之前，以及在配件(10)與所述傳感器模塊(20)連接之前和/或之后，使所述配件(10)的光學器件和/或所述傳感器模塊(20)的光學器件聚焦。
【文檔編號】A61B1/00GK103957769SQ201280059173
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年12月6日 優先權日:2011年12月20日
【發明者】S·容鮑爾, S·斯圖勒, P·舍爾, R·許布爾 申請人:奧林匹斯冬季和Ibe有限公司