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Title:
TELEVISION CAMERA SYSTEM FOR USE IN STERILE CONDITIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1990/015569
Kind Code:
A1
Abstract:
A television camera system for use in sterile conditions comprises a television camera (2) which can be flange-mounted on a medical instrument, in particular an endoscope, and which is connected by a cable (1) to a separate control unit. The television camera and the cable are surrounded by a sterile sheath in the form of a flexible tube (16). The system is characterized by the following combination of features: A device (3, 4) for pulling the cable into the control unit (11) is provided. A receptacle (15) for the television camera is incorporated in the control unit. A contracted flexible tubular sheath (16) is arranged on the control unit in front of the receptacle for the television camera so that the camera can be grasped through the sheath and moved away from the control unit together with the cable, the camera and the cable being automatically covered with the sterile sheath. The control unit contains an illumination device (L1, L2) the light from which travels along a fibre optic (5, 6) to the endoscope. The electrical control lines for the camera and the fibre optic for the illumination light are arranged in a single cable.

Inventors:
LEMKE NORBERT (DE)
LEMKE ROSEMARIE (DE)
Application Number:
PCT/DE1990/000475
Publication Date:
December 27, 1990
Filing Date:
June 22, 1990
Export Citation:
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Assignee:
LEMKE NORBERT (DE)
LEMKE ROSEMARIE (DE)
International Classes:
A61B1/04; A61B19/08; H02G11/02; (IPC1-7): A61B1/04; A61B19/08; H02G11/02
Foreign References:
DE8711189U11987-10-22
US3821496A1974-06-28
US4878485A1989-11-07
US4593699A1986-06-10
US4408692A1983-10-11
Attorney, Agent or Firm:
Münich, Wilhelm (Steinmann Schille, Willibaldstr. 36 München 21, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s Ό r ü c h e
1. Fernsehkamerasystem mit einer Fernsehkamera, die an einem bildgebenden medizinischen Gerät und insbesondere an einem Endoskop anbringbar ist, und die mit einer getrenn¬ ten Steuereinheit über ein Kabel verbunden ist, wobei bei einer Verwendung im Sterilbereich die Fernsehkamera und das Kabel von einem sich an einem Ende stumpf verengenden, schlauchförmigen sterilen Überzug umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinheit eine Ξinziehvorrichtung zum Einziehen des Kabels in die Steuer¬ einheit vorgesehen ist, und daß der schlauchförmige Über¬ zug der Länge nach auf einen 3ruchteil seiner tatsächli¬ chen Länge geschrumpft ist und derart an der Steuereinheit anbringbar ist, daß die Kamera durch den Überzug gegriffen und zusammen mit dem an ihr angebrachten Kabel von der Steuereinheit wegbewegt werden kann, wobei die Kamera und das Kabel automatisch mit dem sterilen Überzug überzogen werden.
2. Fernsehkamerasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennezeichnet, daß in die Steuereinheit eine Haltevorrichtung für die Fernsehkamera integriert ist.
3. Fernsehkamerasystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schlauchförmige Überzug von einem Aufnehmer so gehalten wird, daß der Querschnitt des schlauchförmigen Überzuges weitgehend offengehalten wird und daß der Aufnehmer mittels Klemmelementen vor der Kamera an der Steuereinheit befestigt werden kann.
4. Fernsehkamerasystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer als ein zweisei¬ tig offener Hohlkörper ausgebildet ist, der einen kreis¬ förmigen, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist und der an einer Grundplatte angebracht ist, die im Be¬ reich des Hohlkörpers eine Öffnung aufweist, und daß der schlauchförmige Überzug im geschrumpften Zustand über den Hohlkörper gestülpt ist.
5. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer aus zwei jeweils an einem Ende gekrümmten auf einer Grundplatte montierten Greifbacken besteht, die Grundplatte eine Öffnung aufweist und die Greifbacken an gegenüberliegenden Rändern der Öffnung angeordnet sind, wobei wenigstens eine Greifbacke federnd befestigt ist, und daß die Greifbacken den Grund¬ körper einrastend halten.
6. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der schlauchförmige Überzug aus Polyethylen mit einer Dicke von etwa 0,07 mm besteht.
7. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht verengte Ende des schlauchartigen Überzuges fest mit der Grundplatte ver¬ bunden ist.
8. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer und die Grund¬ platte aus Pappe bestehen und durch eine Klebetechnik verbunden sind, oder aus einem thermisch formbaren Kunststoff bestehen und mit Hilfe der Tie ziehtechnik hergestellt sind.
9. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer an der dem ver¬ engten Ende des schlauchförmigen Überzuges zugewandten Seite Fingermulden aufweist, und daß der schlauchartige Überzug mittels eines sterilen Klebestreifens oder eines elastischen Elements auf dem Aufnehmer gehalten wird.
10. '.
11. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem schlauchförmigen Über¬ zug wenigstens ein steriler Reparaturstreifen angebracht ist, und daß der Aufnehmer mit dem schlauchförmigen Überzug von einem Schutzüberzug umgeben ist.
12. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das dem bildgebenden Gerät zugewandte Ende des schlauchförmigen Überzuges mit Hilfe einer optisch transparenten Platte abgeschlossen ist.
13. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der sterile Überzug mit Hilfe von Unterdruck auf den Aufnehmer geschrumpft ist.
14. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinheit eine Aufrolleinrichtung zum Aufwickeln des Kamerakabels vorge¬ sehen ist, die eine drehbare Trommel aufweist, auf die das Kamerakabel aufwickelbar ist.
15. Fernsehkamerasystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel zum Aufwickeln des Kabels ein Federwerk aufweist, oder daß die Trommel durch einen Motor angetrieben wird.
16. Fernsehkamerasystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein für andere Zwek ke in der Steuereinheit vorgesehener Motor, wie zum Bei¬ spiel ein Ventilatormotor ist, der die Trommel über eine Magnetkupplung antreibt. Iβ. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinheit auch eine 3eleucht.ungseιnrichtung mit einem Versorgungsnetzteil, zwei benachbarten, feststehenden Lampen, einem Lichtleiter mit Auskoppeioptik zum Übertragen des Lichts auf der.
17. zu beleuchtenden Gegenstand und einer elektronischen Steue ung vorgesehen ist, wobei das eine Ende des Lichtleiters und die Auskoppeloptik auf der drehbaren Trommel ange¬ ordnet sind und daß die Trommel mit Hilfe von zwei Po itioniervorrichtungen so positioniert wird, daß das Ende des Lichtleiters und die Auskoppelelektronik wahlweise der einen oder der anderen Lampe gegenüber stehen, und daß die elektronische Steuerung die Positioniervorrichtungeπ der¬ art steuert, daß bei Ausfall einer Lampe die zugehörige Positioniervorrichtung abgeschaltet und die zweite Posi tioniervorrichtung eingeschaltet wird, so daß die drehbare Trommel weiterdreht, bis das Lichtleiterende und die Aus¬ koppeloptik vor der anderen Lampe positioniert sind.
18. Fernsehkamerasystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtungen aus zwei Permanentmagneten und einem gemeinsamen Elektro¬ magneten bestehen, wobei die Permanentmagneten so an der Drehscheibe angebracht sind, daß sie bei einer Drehung an einem Pol des feststehenden Elektromagneten vorbeigeführt werden, und daß der Nordpol des einen Permanentmagneten in Richtung des Pols des Elektromagneten und der des anderen Permanentmagneten in die entgegengesetzte Richtung weist, und der Positionswechsel durch Polumkehr des Elektromagne¬ ten erfolgt, und daß die Steuerung aus einer elektronischen Schaltung be¬ steht, bei welcher die momentan betriebene Lampe in Reihe und die nicht betriebene Lampe parallel zu der Spule des Elektromagneten der Positioniervorrichtung geschaltet ist und die als Schalteinheit eine Zenerdiode, einen als Schalter betriebenen Transistor und ein Relais aufweist, die bei Ausfall der betriebenen Lampe die Spule in Reihe zur zweiten Lampe und parallel zur ausgefallenen Lampe schaltet und gleichzeitig die Richtung des Stromflusses durch die Spule umkehrt.
19. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel zum Aufwickeln des Kabels in der Lauffläche einen versenkbaren Arretierungs¬ mechanismus und einen elektrischen Schalter aufweist.
20. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitungen für die Fernsehkamera und der Lichtleiter, für das Beleuchtungs¬ licht in einem einzigen Kabel angeordnet sind.
21. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kamera ein Anschlu߬ punkt für den Lichtleiter zum Anschluß an ein Endoskop vorgesehen ist.
22. Fernsehkamerasystem nach einem der Ansprüche 16 bis20 dadurch gekennzeichnet, daß der Weißabgleich automatisch in der Kamera erfolgt.
Description:
Fernsehkamerasystem zur Verwendung im Sterilbereich

B e s c h r e i b u n g

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernsehkamerasystem zur Verwendung im Sterilbereich mit einer Fernsehkamera, die an ein bildgebendes medizinisches Gerät, insbesondere an ein Endoskop anflanschbar ist und die mit einer getrennten Steuereinheit über ein Kabel verbunden ist. Durch die Trennung der eigentlichen Fernsehkamera mit Ob ektiv, 3ildaufnehmer und gegebenenfalls mit einem Vorverstärker, von der Steuereinheit, welche die elektronischen Elemente enthält, wird eine Miniaturisierung der Bauform der Kamera erreicht und dadurch die Handhabung erleichtert.

Darüberhinaus kann die Steuereinheit mit Monitor, Netzteil usw. weit beabstandet angeordnet werden und bedarf deshalb keiner Sterilisierung. Nur die Kamera und das Verbindungs¬ kabel zwischen Kamera und der Steuereinheit müssen ste¬ rilisiert werden, ehe die Kamera an das sterilisierte Endoskop angeflanscht wird.

Stand der Technik

Bei Verwendung einer nicht oder nur schwer steriiisier- baren Fernsehkamera werden sowohl die Kamera als auch das Kabel mit einem schlauchförmigen, sterilen Überzug um¬ hüllt, um eine Berührung zwischen einer sterilen Bedie¬ nungsperson und dem nichtsterilisierten Teil des Fern- sehkamerasystems zu verhindern.

Ein derartiger Überzug ist in der deutschen Gebrauchsmu¬ steranmeldung 687 111.9 beschrieben. Der Überzug weist an

einem Ende einen sich stumpf verengenden Bereich auf, der so zwischen den Kupplungseiementen der Fernsehkamera und des Ξndoskops befestigbar ist, daß die nichtsterilen Teile nach Überstreifen des Überzuges vollständig von dem ste¬ rilen Überzug umgeben sind.

Da das Verbindungskabei häufig eine Länge von mehreren Metern aufweist, muß auch der schlauchförmige Überzug mehrere Meter lang sein.

In der handelsüblichen Form wird der Überzug mehrfach ge¬ faltet in einer sterilen Verpackung geliefert. Der Überzug muß zum Gebrauch ausgebreitet werden, und anschließend muß die Fernsehkamera mit dem Kabel durch den mehrere Meter langen schlauchför igen Überzug geschoben werden. Wegen der großen Kabellänge ist dieser Vorgang umständlich und kann kaum von einer Person bewerkstelligt werden. Ein Kontakt zwischen der sterilen Person und dem nichtsterilen Kabel ist nur schwer vermeidbar.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fernsehka¬ merasystem für den sterilen Einsatz im medizinischen Be¬ reich bereitzustellen, bei welchem das Überziehen von nicht oder nur schwer steriiisierbaren Teilen mit einem sterilen Überzug in Ξinhandbedienung von einer Person vorgenommen werden kann.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich gemäß Anspruch 1 dadurch aus, daß die Steuereinheit des Fernsehkamerasystems eine Ein- ziehvcrrichtung zum Einziehen des Kabels aufweist. Das

Verbindungskabel kann vollständig eingezogen werden, so daß die Fernsehkamera unmittelbar an der Steuereinheit gehalten wird. Dadurch wird vermieden, daß ein steriler Überzug über ein regellos liegendes Kabel gezogen werden muß oder das Kabel vor dem Überziehen erst in eine hand¬ habbare Lage gebracht werden muß. Vor Gebrauch ist die Kamera unmittelbar an der Steuereinheit positioniert und das Verbindungskabel ist in die Steuereinheit eingezogen.

Wenn die Kamera von der Steuereinheit wegbewegt wird, wird das Kabel nach- und nach aus der Einziehvorrichtung der Steuereinheit entnommen. Das jeweils entnommene Kabelstück wird durch den schlauchför igen Überzug geführt. Um das Umhüllen mit dem Überzug möglichst einfach zu gestalten, ist der schlauchförmige Überzug der Länge nach auf einen Bruchteil seiner tatsächlichen Länge geschrumpft und so an der Steuereinheit angebracht, daß die Kamera durch den Überzug gegriffen und von der Steuereinheit so wegbewegt werden kann, daß die Kamera und das Kabel automatisch mit dem sterilen Überzug überzogen werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet. Die Steuereinheit weist eine integrierte Haltevorrichtung auf, die die Fernsehkamera aufnimmt, wenn sie nicht in Gebrauch ist. Das gesamte Fernsehkamerasystem ist platzsparend in der Steuereinheit untergebracht.

Vor der Öffnung der integrierten Haltevorrichtung kann nach Anspruch 3 ein Aufnehmer mittels Klemmeiemente an der Steuereinheit befestigt werden. Der Aufnehmer hält den schlauchförmigen Überzug mit geöffnetem Querschnitt vor der Kamera, so daß die Kamera leicht durch den Überzug geschoben werden kann.

Gemäß Anspruch 4 ist der Aufnehmer als e n zweiseitig offener Hohlkörper ausgebildet, der je nach Form der Ka¬ mera einen kreisförmigen, ovalen, oder rechteckigen Quer¬ schnitt aufweist. Der Hohlkörper ist an einer Grundplatte angebracht, die m Bereich der Öffnung des Hohlkörpers eine entsprechende Öffnung aufweist und die eine einfache Befestigung des Überzuges an der Steuereinheit ermöglicht. Der Überzug ist in geschrumpftem Zustand über den Hohl¬ körper gestülpt. Die Kamera ragt soweit in den Hohlkörper hinein, daß sie problemlos durch den schlauchförmigen Überzug gegriffen und aus der Steuereinheit entnommen werden kann.

Nach Anspruch 5 kann der Aufnehmer der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch aus zwei Backen bestehen, die den schlauchartigen Überzug im geschrumpften Zustand teilweise umf ssen.

Im Anspruch 6 ist eine bevorzugte Materialauswahl für den schlauchförmigen Überzug gekennzeichnet, durch die sich eine reißfeste und strapazierfähige Umhüllung ergibt, die leicht sterilisierbar ist und ohne Schwierigkeiten steril hergestellt werden kann.

Um ein Abziehen des schlauchartigen Überzugs vcm Aufnehmer zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn das sich nicht verengende Ende des schlauchartigen Überzuges nach An¬ spruch 7 fest mit der Grundplatte verbunden ist. Dadurch wird gewährleistet, daß der Überzug die zu überziehenden Teile eines Instruments stets sicher umhüllt.

Der Aufnehmer der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie die Grundplatte können nach Anspruch S aus Pappe bestehen. Diese Ausführungsform ist besonders preisgünstig herstell-

bar

Bei einer stabileren Ausführungsform bestehen die Grund¬ platte und der Aufnehmer aus einem thermisch formbaren Kunststoff und werden vorzugsweise in Tiefziehtechnik her¬ gestellt. Dadurch wird eine besonders hohe Strapazierfä¬ higkeit erreicht und die Verwendung- von Klebematerialien vermieden. Da bei dieser Ausführungsform auch das Ende des schlauchförmigen Überzuges durch Schweißtechnik mit der Grundplatte verbunden werden kann, wird das Eir-bringen störender Dämpfe, die von Klebstoffen ausgehen können, in den sterilen Bereich sicher verhindert.

Bei einer im Anspruch 9 gekennzeichneten Ausführungs orm weist der Aufnehmer an der Öffnung, die dem verengten Ende des schlauchförmigen Überzuges zugewandt ist, Fingermulden auf. Dadurch wird die Entnahme des zu überziehenden Teils nach Durchführung durch den Aufnehmer erleichtert Der schlauchförmige Überzug wird mit Hilfe eines sterilen Klebstreifens am Aufnehmer fixiert. Dieser Klebestreifen, der leicht aufreißbar gestaltet ist, verhindert ein vor¬ zeitiges Abrutschen des Überzuges vom Aufnehmer. Vorzugs¬ weise wird der Klebestreifen beiάseitig am Grur.d örper befestigt und überspannt den über den Aufnehmer gestülpten Überzug.

Durch die gemäß Anspruch 10 vorgesehenen Reparaturstreifen ist es dem Bedienungspersonal möglich, während des Ein¬ satzes eventuell durch Fehibedienung auftretende Risse des schlauchförmigen Überzuges zu reparieren. Dadurch kann der Überzug weiterverwendet werden, ohne das nicht sterili¬ sierbare Teil des Instruments mit einem neuen sterilen Überzug versehen zu müssen.

Der gesamte Aufnehmer ist von einem sterilen Schutzüberzug umgeben. Dieser Schutzüberzug gewährleistet, daß die Vor¬ richtung steril aufbewahrt werden kann. Erst beim Einsatz wird der Schutzüberzug geöffnet. Vor öffnen des Schutz- Überzuges kann der Aufnehmer gefahrlos mit unsteriien Geräten oder mit unsterilen Helfern in Berührung kommen. Ein nicht sterilisierbares Teil eines Instruments kann in den Aufnehmer der Vorrichtung eingeführt werden, auch wenn der Schutzüberzug noch geschlossen ist.

Bei besonderem Anwendungen kann es wünschenswert se n, das sich verengende Ende des schlauchförmigen Überzuges nicht m t einer Öffnung zu versehen, sondern vollständig dicht abzuschließen. Dafür ist nach Anspruch 11 eine optisch transparente Platte vorgesehen, die in die Öffnung des Überzuges beispielsweise eingeschweißt wird. Diese Aus¬ führungsform kann auch dann verwendet werden, wenn die Fernsehkamera nicht mit dem Okular eines Endoskops ver¬ bunden werden soll, sondern zur Aufnahme offener Operatio¬ nen dient.

Im Anspruch 12 ist eine Weiterbildung der Erfindung be¬ schrieben, bei weicher der Aufnehmer vorteilhaft kurz gewählt werden kann. Der sterile Überzug wird mit Hilfe von Unterdruck auf den Aufnehmer geschrumpft, wodurch sich seine Länge von ca. drei Metern im ungeschrumpften Zustand auf nur wenige Zentimeter verkürzt.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 13 ist in der Steuer¬ einheit eine Auf ollvorrichtung vorgesehen, die das Ver¬ bindungskabel zwischen Kamera und Steuereinheit auf ik- keit. Die Aufrollvorrichtung gewährleistet, daß das Kabel im Gehäuse der Steuereinrichtung so regelmäßig aufgenommen wird, daß eine Beschädigung ausgeschlossen ist, daß das

Kabel nicht geknickt wird und daß es immer problemlos entnommen werden kann.

Das Kabel wird auf eine drehbare Kabeltrommel gewickelt, die nach Anspruch 14 durch ein Federwerk oder durch einen Motor angetrieben wird. Der Motor ist nach Anspruch 15 ein Motor, der in der Steuereinheit für andere Zwecke, bei¬ spielsweise als Antrieb für einen Ventilator vorgesehen ist, und der über eine Magnetkupplung die Trommel an¬ treibt. Mit dieser Weiterbildung wird ein zusätzlicher Motor eingespart und das Gewicht des Fernsehkamerasystems gering gehalten.

Wenn die Fernsehkamera mit einem Endoskop verbunden wird, muß in den im Endoskop vorhandenen Lichtleiter Beleuch- tungslicht eingekoppelt werden. Deshalb ist in der Steuer¬ einheit nach Anspruch 16 auch eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Versorgungsnetzteil, zwei benachbarten festste¬ henden Lampen, einer Lichtleitfaser und einer Steuerung vorgesehen. Das von einer Lampe emittierte Licht wird in das eine Ende eines Lichtleiterkabels eingekoppelt, dessen anderes Ende an das Endoskop angeflanscht wird.

Das eine Ende des Lichtleiters und die Auskoppeloptik sind auf der drehbaren Trommel angeordnet und können vor der jeweils betriebenen Lampe positioniert werden. Während des Betriebes übt der Motor oder das Federwerk (Anspruch 14) ein Drehmoment auf die drehbare Trommel aus. An der Trom¬ mel sind zwei Positioniervorrichtungen angebracht, die einer Drehung entgegenwirken. Je nach dem, welche der beiden Positioniereinrichtungen aktiv ist, wird das Ende des Lichtleiters der ersten oder der zweiten Lampe gegen¬ übergestellt. In der erfindungsgemäßen Beleuchtungsein- richtung ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die die

Positioniervorrichtung derart steuert, daß bei Ausfall der ersten Lampe die zugehörige erste Positioniervσrrichtung abgeschaltet und die zweite Positioniervorrichtung einge¬ schaltet wird, so daß die Trommel solange weitergedreht wird, bis das Ende des Lichtleiters die Position vor der zweiten Lampe eingenommten hat.

Gemäß Anspruch 17 bestehen die Pcsitioniervorrichtungen aus Permanentmagneten, die an der Trommel angebracht sind und die bei Drehung der Trommel an einem Pol eines Elek¬ tromagneten vorbeigeführt werden. Da ein Permanentmagnet mit seinem Nordpol, der andere mit seinem Südpci in Rich¬ tung des Elektromagneten weist, wird je nach Poiung des Elektromagneten, der eine oder der andere Permanentmagnet von dem Elektromagneten angezoger. und festgehalten. Damit wird durch geeignete Polung erreicht, daß das Ende des Lichtleiters in der vorgesehenen Position vor einer Lampe steht. Bei Polumkehr steht das Ende der Lichtleitfaser der zweiten Lampe gegenüber. Diese Weiterbildung zeichnet sich durch eine besonders einfache Positioniervorrichtung aus, die ohne mechanischen Kontakt und damit verschleißfrei arbeitet. Darüberhinaus ist eine solche Positionierein- richtung mit einer einfachen elektronischen Schaltung steuerbar.

Bei der im Anspruch 17 gekennzeichnete Schaltung sind die momentan betriebene Lampe und die Spule des Elektromagne¬ ten der Positioniereinrichtung in Reihe geschaltet. Der Pol des Elektromagneten übt auf den Permanentmagneten eine anziehende Kraft aus, sofern dessen, dem Elektromagneten zugewandter Pol, eine entgegengesetzte Polarität aufweist. Dadurch wird das Ende des Lichtleiters in der vorgegebenen Position gehalten. Der automatische Positionswechsel und eine Polumkehr des Elektromagneten werden durch eine

Schalteinheit gesteuert, die im wesentlichen aus einer Zenerdiode, einem Transistor und einem Relais besteht.

Die Zenerdiode ist so vor den Basiskontakt des Transistors geschaltet, daß kein Basisstrom fließen kann und der Tran¬ sistor somit sperrt.

Wenn die momentan betriebene Lampe ausfällt, wird der Stromkreis unterbrochen, wodurch einerseits das Magnetfeld des Elektromagneten zusammenbricht und andererseits die Spannung an der Zenerdiode über deren Durchbrucnspannung ansteigt.

Der Zusammenbruch des Magnetfeldes bewirkt, daß die Posi¬ tioniervorrichtung unwirksam wird und das auf die Trommel wirkende Drehmoment die Trommel in eine Drehbewegung ver¬ setzt. Der Spannungsanstieg an der Zehnerdiode bewirkt, daß durch den Transistor ein 3asisstrom fließt, und damit der Koilektor-Emitterkreis des Transistors leitend wird. Der E itterstrom fließt durch das nachgeschaltete Relais, das einen zweiten Stromkreis derart schließt, daß nun die zweite Lampe und die Spule des Elektromagneten in Reihe geschaltet sind und der Strom durch die Spule in umge¬ kehrter Richtung fließt. Dadurch wird im Elektromagneten ein Magnetfeld mit umgekehrter Polarität aufgebaut.

Sobald durch die Drehung der Trommel der, die alternative Position bestimmende Permanentmagnet, den nunmehr in sei¬ ner Polarität geänderten Elektromagnet gegenübersteht, stoppt die Drehung und das Ende des Lichtleiters steht der zweiten Lampe gegenüber.

Gleichzeitig ergeben sich mit dieser Ausgestaltung der Erfindung weitere Vorteile:

Da die betriebene Lampe immer in Reihe mit der Spule des Elektromagneten geschaltet ist, wird der Einschaltstrom durch die Spule gedämpft, wodurch sich die Lebensdauer der Lampe verlängert. Die nichtbetriebene Lampe ist parallel zur Spule geschaltet, so daß ein Teil des Stromes ständig durch die Lampe fließt und sie vorheizt.

Durch die beschriebene Weiterbildung der Erfindung erfolgt bei Ausfall einer Lampe vollautomatisch ein Lampenwechsel erfolgt. Dadurch wird die Zeitspanne für den Lampenwechsel minimiert, so daß beispielsweise eine Operation bei Aus¬ fall einer Lampe nicht/oder nur kurzzeitig unterbrochen werden muß. Insbesondere beim Einsatz im Sterilbereich erweist es sich als vorteilhaft, daß beim Lampenwechsel jeglicher Kontakt zwischen einer sterilen Person und der nichtsterilen Beleuchtungseinrichtung vermieden wird.

Gemäß Anspruch 18 weist die Trommel zum Aufwickeln des Verbindungskabels auf der Lauffläche einen versenkten A_.rretierungsmechanismus auf. Dieser Arretierungsmechanis¬ mus klappt aus der Versenkung heraus, wenn das Kabel voll¬ ständig von der Rolle gewickelt ist und verhindert, daß die Trommel weiter in die Abwickeirichtung gedreht werden kan .

Gleichzeitig mit dem Ausklappen des Arretierungsmechanis¬ mus wird ein elektrischer Schalter betätigt, der die Ver- sorgungsSpannung für die Steuereinheit einschiißlieh der Beleuchtungseinrichtung einschaltet. Dadurch ist das Fern¬ sehkamerasystem nach Entnahme der Kamera und vollständigem Ausrollen des Kabels einsatzbereit, ohne daß ein weiterer Schalter betätigt werden mu .

Im Anspruch 19 ist eine Weiterbildung des Fernsehkamera- systems gekennzeichnet, das Vorteile insbesondere beim Einsatz im Sterilbereich bietet. Die Steuerleitungen für die Fernsehkamera und der Lichtleiter zum Übertragen des Beieuchtungslichtes von der Beleuchtseinrichtung zum En¬ doskop sind in einem einzigen Kabel angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß beim Einsatz im sterilen Bereich nur ein Kabel mit einem sterilen Überzug überzogen werden muß. Darüberhinaus wird erreicht, daß beim Aufrollen des Kabels sowohl die elektrische Zuführung für die Kamera als auch der Lichtleiter platzsparend in der Steuereinheit unterge¬ bracht werden. Die Verbindung zwischen der Fernsehkamera und den elektrischen Zuführungen und dem Lichtleiter wird mit einem einzigen Anschlußpunkt an der Kamerarückseite bewerkstelligt.

Nach Anspruch 20 ist für die Verbindung des Lichtleiters mit dem Lichtleiter des Endoskops ein Anschlußpunkt an der Kamera vorgesehen, der vorzugsweise an der Vorderseite der Kamera angebracht ist.

Da das Lichtleiterkabel, das das Licht von der Beleuch¬ tungseinrichtung zum Endoskop leitet, durch das Gehäuse der Fernsehkamera geführt wird, ergibt sich ein zusätzli¬ cher Vorteil, der im Anspruch 21 gekennzeichnet ist. Ein geringer Anteil des Lichtes wird aus dem in der Kamera verlaufenden Lichtleiterkabel ausgekoppelt und zur Messung Farbtemperatur herangezogen. 3ei bekannter Farbtemperatur kann der Weißabgleich automatisch in der Kamera erfolgen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbeson¬ dere darin, daß der Einsatz des Fernsehkamerasystems im sterilen Bereich wesentlich vereinfacht wird. Das System ist platzsparend in einem Gehäuse untergebracht und kann

von einer sterilen Person m Ξinhandbedienung für den Einsatz vorbereitet werden.

Durch den am Steuergerät angebrachten Aufnehmer des ge¬ schrumpften schlauchförmigen Überzuges ergeben sich fol¬ gende Vorteile:

- Das Ausbreiten des Überzuges vor der Umhüllung der nicht sterilsierbaren Teile entfällt.

- Das Überziehen der nicht sterilisierbaren Teile eines Instrumentes kann von einer Person in Ξinhandbedienung vorgenommen werden.

- Es wird immer genau soviel schiauchför iger Überzug aus dem Aufnehmer entnommen, wie zur sterilen Umhüllung er¬ forderlich ist.

- Die Länge der steril zu überziehenden Teile von In¬ strumenten wirkt sich nicht negativ auf die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus. Ein mehrere Meter lan¬ ges Kabel kann genauso einfach mit einer sterilen Um¬ hüllung versehen werden, wie ein kurzes Teil eines In¬ strumentes.

Die mit der im Steuergerät integrierten Beleuchtungsein¬ richtung erzielten Verteile liegen insbesondere darin

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbeson¬ dere darin, daß bei Ausfall einer Lampe der Beleuchtungs¬ einrichtung der Lampenwechsei selbständig eingeleitet und automatisch durchgeführt wird. Dadurch ist gewährleistet, daß der Lampenwechsel nur eine minimale Unterbrechung beispielsweise einer Operation verursacht. Da kein manuel¬ ler Eingriff erforderlich ist, ist ausgeschlossen, daß eine sterile Person mit dem nichtsterilen Teil der Be¬ leuchtungseinrichtung in Berührung kommt.

-13-

Da bei der erfindungsgmäßen Einrichtung die Ersatzlampe vorgeheizt wird, strahlt die ausgewechselte Lampe bereits nach kurzer Zeit mit optimalem Wirkungsgrad und mit ihrer endgültigen Farbtemperatur.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs- beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher be¬ schrieben.

Es zeigen: Fig. 1 die Aufwickelvorrichtung für das Verbindungs¬ kabel mit der Beleuchtungseinrichtung im Querschnitt,

Fig. 2 die Aufwickelvorrichtung für das Verbindungs¬ kabel mit der Beleuchtungseinrichtung in Au sicht,

Fig. 3A Schaltung zum automatischen Lampenwechsel vor Ausfall einer Lampe,

Fiς 3B Schaltung zum automatischen Lampenwechsel nach Ausfall einer Lampe,

Fig. 4 Schematische Darstellung des Aufnehmers mit schlauchförmigem Überzug.

Fig . 5 schematische , dreidimensionale Darstellung des Aufnehmers mit Überzug .

Weg zur Ausführung der Erfindung

In den Figuren 1 und 2 ist die Aufwickeleinheit für das Verbindungskabel 1 zwischen der Fernsehkamera 2 und der Steuereinheit dargestellt. Das Kabel 1 wird auf die Trom¬ mel 3 gewickelt. Als Antrieb dient der Motor des Ventila¬ tors 4, der über eine Magnetkupplung mit der Trommel 3 verbunden ist. Auf der Trommel 3 ist eine Ein¬ koppelvorrichtung 5 zum Ξinkcppein des Beleuchtungslichtes der Lampen Ll und L2 in den Lichtleiter 6 angebracht. Der Lichtleiter 6 und die elektrischen Verbindungsleitungen 7 zwischen Kamera 2 und Steuerelektronik 11 sind gemeinsam m dem Verbindungskabei 1 angeordnet. Die Lampen Ll und L2 der 3eieuchtungseinrichtung sind fest auf einer Grundplat¬ te 1 montiert. Auf der drehbaren Trommel 3 ist das eine Ende eines Lichtleiters 6 mit einer Vorrichtung 5 zum einkoppeln des Lichtes in den Lichtleiter angebracht. Eine Drehverrichtung 4 übt ein Drehmoment auf die Trommel 3 um ihre Drehachse aus.

Auf der Unterseite der Trommel 3 sind zwei Permanentmagne¬ te 12 und 13 befestigt. Der Südpci des Permanentmagneten 12 weist in Richtung der Trommel 3, der des Permanentmag¬ neten 13 in die entgegengesetzte Richtung. Ein Elektromag¬ net, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, befindet sich unterhalb des Permanentmagneten 13 und hält diesen Magneten und damit die Trommel so fest, daß der Lichtlei¬ ter 6 vor der betriebenen Lampe Ll positioniert ist.

Wenn die Lampe Ll ausfällt, schaltet die Steuerung 11 das Magnetfeld des Elektromagneten ab, so daß die Trommel 3 durch das auf ihn wirkende Drehmoment in eine Drehbewegung versetzt wird. Anschließend bewirkt die Steuerung, daß im Elektromagneten erneut ein Magnetfeld, allerdings mit

umgekehrter Polarität aufgebaut wird, sodaß die Drehung des drehbaren Körpers gestoppt wird, sobald der Permanent¬ magnet 12 dem Elektromagneten gegenübersteht. Der Licht¬ leiter 6 mit der Einkoppelvorrichtung 5 ist dann vcr der Lampe L2 positioniert. Über den Lichtleiter 6 wird das Beleuchtungslicht an eine gewünschte Stelle geführt.

Zur Inbetriebnahme des Fernsehkamerasystems wird die Fern¬ sehkamera 2 unter Abwicklung des Kabels 1 von der Steuer¬ einheit entfernt. Wenn das Kabel 1 vollständig abgewickelt ist, verhindert der Arretierungsmechanismus 10, daß die Trommel 3 weiter in Abwickeirichtung gedreht werden kann. Gleichzeitig wird die Stromversorgung für die Steuerein¬ heit und die 3eleuchtungseinrichtung eingeschaltet.

Die Schaltung der elektronischen Steuerung 11 ist in den Figuren 3A und 3B dargestellt. Die Figur 3A zeigt die AusgangsSituation, in welcher die Lampe Ll betrieben wird und die Lampe L2 als Ξrsatzlampe dient. Ll und L2 sind Niederspannungslampen für einen Betrieb bei 12 V und haben eine Leistung von 75 W. Die Spule des Elektromagneten EM weist eine Induktivität von 4 mH und einen Gleichstromwi- erstand von 0,24 Ohm auf.

Die Lampe Ll und die Spule EM sind in Reihe geschaltet. Durch die Reihenschaltung dämpft die Spule EM die Spitzen des Einschaltstromes, wodurch sich die Lebensdauer der Lampe Ll erhöht. Parallel zur Spule EM ist die Lampe L2 geschaltet, die einen etwa 10 x höheren Gleichstromwider¬ stand als die Spule EM besitzt. Dadurch fließt durch die nichtbetriebene Lampe ein geringer Strom, der ausreicht, die Lampenwendel vorzuheizen. Die Versorgungsspannung beträgt + 13,5 V. Die an der Zenerdiode Z anliegende Span¬ nung liegt unterhalb der Durchbruchspannung der Zener-

diode, so daß durch die Diode kein Strom fließt. Dadurch fließt auch kein Basisstrom durch den Transistor T, wes¬ halb der Kollektor-Emitterkreis des Transistors sperrt.

Wenn die Lampe Ll durchbrennt, wird der Stromfluß durch die Lampe Ll und damit durch die in Reihe geschaltete Spule EM gestoppt. Die Spannung an der Zenerdiode Z steigt über die Durchbruchspannung von 12 V, so daß ein Strom durch die Zenerdiode Z und damit durch die Basis B des Transistors T fließt. Dadurch wird der Kollektcr-Emitter- kreis leitend und der Strom kann durch das nachgeschaltete Relais RL fließen, wodurch die Schalter Sl und S2 umge¬ schaltet werden.

Die Anordnung nach Schaiterweehsei ist in Fig. 3B gezeigt. Durch die automatische Umschaltung des Schalters Sl sind nun die Lampe L2 und die Spule des Elektromagneten EM in Reihe geschaltet. Der Stromfluß durch die Spule EM erfolgt in umgekehrter Richtung, so daß eine Polumkehr des Elek¬ tromagneten stattfindet. Parallel zur Spule EM liegt nun die Lampe Ll, die nach Auswechseln die Funktion der Er- satzlampe einnimmt. Mit Hilfe des Schalters S2 wird eine Kontrolleuchte eingeschaltet, die anzeigt, daß ein Lampen¬ wechsel erfolgte.

Die Zahlenwerte der Bauelemente stellen keine Einschrän¬ kung der Allgemeinheit dar, sie sind vielmehr optimale Werte für einen bestimmten Anwendungsfall.

Die Figur 4 zeigt den Aufnehmer 15 mit dem schlauchförmi¬ gen Überzug 16, der das Überziehen der Fernsehkamera 2 und des Verbindungskabels 1 in Einhandbedienung ermöglicht.

Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte Vorrichtung beste¬ ht aus dem schlauchförmigen Überzug 16, der im ge¬ schrumpften Zustand über den Aufnehmer 15 gestülpt ist. Der Aufnehmer 15 ist ein an zwei Seiten offener Hohlkör¬ per, mit einem rechteckigen Querschnitt. Er ist fest mit der Grundplatte 18 verbunden. Der Überzug 16 ist mit einem Klebestreifen 17 auf dem Aufnehmer fixiert. Der Klebe¬ streifen 17 ist an beiden Enden mit der Grundplatte 18 verbunden. Die Vorrichtung ist mit einem Schutzüberzug 19 überzogen. An der dem sich verengenden Ende 22 zugewandten Öffnung des Aufnehmers 15 sind Rastereinrichtungen 21 zur Aufnahme der zu überziehenden Fernsehkamera 2 mit einem Kabel 1 abgebildet. Die Fernseh-kamera ist mit Rasterein- richtungen 20 versehen. Die Fernsehkamera mit Rasterein- richtungen ist nur schematisch gezeichnet. Die Kamera 2 wird durch die Öffnung 14 soweit in den Aufnehmer 15 ein¬ geführt, bis die Rastereinrichtungen 20 in die am Auf¬ nehmer 15 vorgesehenen Rastereinrichtungen 21 einrasten. Damit wird die Fernsehkamera fixiert. Dieses Einführen kann durch eine nicht sterile Ferson ausgeführt werden.

Für den Gebrauch wird der Schutzüberzug 19 von einer ste¬ rilen Person geöffnet und der Klebestreifen 17 durch¬ trennt. Die Fernsehkamera 2 wird so gegriffen, daß das sich verengende Ende 23 des Überzuges zwischen der Hand des Bedienungspersonals und der nicht sterilisierten Fern¬ sehkamera zu liegen kommt. Vor der Entnahme der Fernseh¬ kamera kann das Kupplungselement 23 der Fernsehkamera mit dem Kupplungselement beispielsweise eines Endoskop-Okulars verbunden werden. Bei Entnahme aus dem Aufnehmer 15 wird die Fernsehkamera 2 und das Kamerakabel 1 automatisch mit dem sterilen, schlauchförmigen Überzug 16 überzogen. Der schlauchförmige Überzug 16 wird nach und nach vom Aufneh¬ mer 15 entnommen.

U die Entnahme des zu überziehenden Teils aus dem Aufneh¬ mer 15 zu erleichtern, weist der Aufnehmer Fingermulden 24 auf, die in Figur 5 dargestellt sind.

In dieser Figur 5 ist eine Situation dargestellt, bei der die Kamera 2 bereits aus dem Aufnehmer 15 entfernt ist. Der schlauchförmige Überzug 16 ist teilweise vom Aufnehmer 15 abgenommen und umhüllt die Kamera 2 und das Kabel 9. An dem schlauchförmigen Überzug 16 ist ein Reparaturklebe¬ streifen 25 angebracht, der es dem Bedienungspersonal er¬ möglicht, eventuelle Risse im Überzug, die beispielsweise durch unsachgemäße Handhabung entstanden sind, zu repa¬ rieren, ohne daß das zu überziehende Teil mit einem neuen Überzug versehen werden muß.

Mit Hilfe der Grundplatte 18 wird der Aufnehmer an der Steuereinheit befestigt.