DE102023114671A1

DE102023114671A1 - Endoskop mit einem distalen Schaftendbereich und einem Bildsensor

Info

Publication number: DE102023114671A1
Application number: DE102023114671.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Kupferschmid; Klaus Barz; Tim Müller
Original assignee: Karl Storz SE and Co KG
Current assignee: Karl Storz SE and Co KG
Priority date: 2023-06-05
Filing date: 2023-06-05
Publication date: 2024-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Endoskop (10) umfassend, einen distalen Schaftendbereich (11) mit einem Außenschaft (12), einem Innenschaft (13) und einem Abbildungssystem (14), durch das eine Blickrichtung B innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches einstellbar ist, wobei das Abbildungssystem (14) mindestens eine Optikbaugruppe mit Sensor (15) umfasst, der in einer Sensoraufnahme (16) aufgenommen und durch diese drehbar an dem Innenschaft (13) gelagert ist, und wobei der Schaftendbereich (11) einen insbesondere als Linearantrieb ausgebildeten Stellantrieb (17) umfasst, der mit der Sensoraufnahme (16) bewegungsübertragend gekoppelt ist, so dass eine lineare Bewegung des Stellantriebes (17) in eine Drehbewegung der Sensoraufnahme (16) übersetzbar ist, um die Blickrichtung der Optikbaugruppe mit Sensor (15) innerhalb des vorbestimmten Winkelbereiches einzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Endoskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Endoskop ist vorzugsweise ein Gerät, mit dem das Innere von Organismen oder technischen Hohlräumen untersucht und/oder manipuliert werden kann. Dabei kann durch ein Endoskop eine statische Bild- oder Videoübertragung erfolgen, wobei letzteres unter dem Begriff „Videoendoskopie“ bekannt ist. Die als Endoskopie bezeichnete Anwendung des Endoskops wurde insbesondere für die humanmedizinische Diagnostik entwickelt. Dabei ist die Endoskopie ein wichtiger Bestandteil der heutigen Medizin, da sie eine Vielzahl von Vorteilen für Patienten und/oder Mediziner bietet. Neben einem schonenden Zugangsweg, entweder durch natürliche (bspw. Mund, Nase, Speiseröhre, Rektum, Scheide, ...) oder kleine, an dem Patienten durch den Operateur manipulierte Zugänge, bleibt die Patientenbelastung niedrig und das Infektionsrisiko gering. Letztlich heilen kleine Wunden schneller, weshalb Liegezeiten in Krankenhäusern in Anbetracht aller Vorteile von kurzer Dauer sind.
Neben dem rein diagnostischen Einsatz von Endoskopen werden diese auch im Bereich der Minimal-Invasiven-Chirurgie (MIC) für diagnostische und/oder therapeutische Behandlungen und/oder Anwendungen verwendet. Dabei steht neben dem durch das Endoskop bereitgestellten Sehvermögen für den Mediziner auch in unzugänglichen Bereichen innerhalb des Behandlungskörpers ein endoskopisches Tasten und/oder Manipulieren in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen im Fokus. Das Endoskop kann hierzu an seinem distalen Ende beispielsweise mit einem oder mehreren Manipulatoren und/oder Aktuatoren und/oder Werkzeugen ausgestattet sein, durch die ein Arbeitsvorgang unter endoskopischer Sicht durchgeführt werden kann.
Ein weiteres wichtiges, wenn auch junges Forschungs- und/oder Anwendungsfeld bildet die sogenannte Gewebedifferenzierung. Durch diese ist es möglich, neben der (Bild- und/oder Video-) Information, welche durch das Endoskop über farbiges Weißlicht generiert wird, weitere Gewebeinformationen zu erhalten. Ein Beispiel solcher Gewebeinformationen sind Informationen über Tumorvorstadien. Diese werden beispielsweise mittels Fluoreszenzendoskopie ermittelt, wobei hier Tumore mit nur wenigen Mikrometern frühzeitig visualisiert und/oder diagnostiziert und infolgedessen behandelt werden können.
Beispielhafte medizinische und/oder chirurgische Anwendungsgebiete, bei denen verschiedene Arten der Endoskopie routinemäßig eingesetzt werden, sind die Hals-, Nasen- und/oder Ohrenheilkunde, die Pneumologie, die Gastroenterologie, die Abdominalchirurgie, die Urologie, die Gynäkologie und allgemein die Sportmedizin. Beispielhafte technische Anwendungsbereiche der Endoskopie sind die Untersuchung von Triebwerken und/oder Getrieben und/oder sonstigen komplexen und/oder unzugänglichen Bauteilen sowie die zerstörungsfreie und/oder mit geringem Zerlegungsaufwand verbundene Qualitätsprüfung. Ebenso finden Endoskope beispielsweise Anwendung im Brand- und/oder Katastrophenschutz, insbesondere für das Aufspüren von Verschütteten und/oder verdeckten Glutnestern.
Um eine möglichst variable Sicht innerhalb des zu untersuchenden Hohlraumes zu ermöglichen, sind Endoskope mit verschiedenen Blickrichtungen, betrachtet jeweils zu einer Längserstreckung des Endoskop-Schaftes, bekannt. Derartige Endoskope blicken beispielsweise starr in eine 0°, 30°, 45°, 70°, 90° oder 120° Blickrichtung zu der Längserstreckung. Zudem sind Endoskope mit einer variabel-einstellbaren Blickrichtung bekannt. Mit Hilfe der variablen Blickrichtung wird dem Operierenden eine größere Variabilität in der Betrachtung ermöglicht, ohne den Endoskop-Schaft oder das entsprechende Endoskop wechseln zu müssen. Gleichzeitig kann das Endoskop für viele Blickrichtungen in derselben Position verharren. Eine Rotation um den Endoskop-Schaft ermöglicht dann in Zusammenspiel mit dem variabel einstellbaren Blickrichtungsbereich ein einfaches, schnelles und/oder unkompliziertes Erfassen des Operationsfeldes.
Weiterhin wird im Stand der Technik zwischen starren und flexiblen Endoskopen unterschieden. Starre Endoskope umfassen einen steifen Schaft und eine starre Optik. Sie werden häufig für chirurgische Eingriffe verwendet. Flexible Endoskope haben hingegen einen biegsamen bzw. flexiblen Schaft, der in verschiedene Richtungen gebogen werden kann. Sie werden häufig zur Diagnostik und/oder Inspektion eingesetzt, z. B. in der Gastroenterologie.
Zur Erfassung des Operationsfeldes umfassen bekannte starre und flexible Endoskope ein Abbildungssystem, das zumeist neben einer Auswerte- und Recheneinrichtung mindestens einen Bildsensor umfasst, der ein räumlich erfasstes Bild in einen digitalen Datenstrom konvertiert, der durch die Auswerte- und Recheneinrichtung gespeichert und/oder weiterverarbeitet werden kann. Während die Bildsensoren im Bereich der flexiblen Endoskopie in der Regel distal verbaut werden, erfolgt der Einbau innerhalb der starren Endoskopie am proximalen Ende des Endoskops. Eine zentrale Herausforderung bei der Bild- und/oder Videoerfassung durch Endoskope bildet die Bildaufrichtung, beispielsweise nachdem das Endoskop um seine Schaftachse rotiert wurde.
Die variabel einstellbare Blickrichtung wird beispielsweise durch eine Magnetkupplung in Zusammenspiel mit einem Drahtzug ermöglicht, wie diese in dem durch die Anmelderin vertriebenen Endoskop ENDOCAMELEON^® verbaut ist. Ein Objektiv befindet sich hierbei in einem punktuell schwenkbaren Element. Ferner ist ein Prisma zur Lichtumlenkung vorgesehen. Eine Bildweitergabe erfolgt durch ein Stablinsensystem ausgehend von dem distal angeordneten Objektiv zu einem proximal angeordneten Okular. Eine Lichtzufuhr erfolgt durch eine externe Lichtquelle, wobei das Licht mit Hilfe von Glasfasern als Lichtwellenleiter von der proximal angeordneten Lichtquelle zu der distalen Endoskop-Spitze geführt wird. Ein derartiges Endoskop umfasst einen Innenschaft, welcher alle für die Optik relevanten Bauteile umfasst und eine geforderte Dichtigkeit aufweist. Ein Außenschaft umfasst neben dem an ihm fixierten Innenschaft die Glasfasern für den Lichttransport. Durch das Okular und eine Videokamera kann eine Verbindung zu einer restlichen Bild- und/oder Videoübertragungskette hergestellt und eine entsprechende Bild- und/oder Videoübertragung, beispielsweise auf eine peripheren Bildschirme, realisiert werden.
Aus dem Stand der Technik sind weitere Endoskope mit einem variabel einstellbaren Blickwinkel bekannt. So beschreibt beispielsweise die US 2010 / 0 022 838 A1 ein Schwenkprismenendoskop mit einem Betätigungsmechanismus, der ein Steuerelement umfasst, das zwischen dem proximalen und dem distalen Ende des Endoskops schwingt und mit einem distal angebrachten Schwenkprisma gekoppelt ist. Durch das distal montierte Schwenkprisma kann ein Betrachtungswinkel des Endoskops zwischen einer Vorwärtsrichtung, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Endoskops verläuft, und einer Seitenrichtung, die relativ zur Längsachse des Endoskops abgewinkelt ist, verändert werden.
Aus der US 8 852 087 B2 ist ein Endoskop bekannt, das einen Handgriff und einen damit verbundenen Schaft umfasst. Im Schaft ist eine Abbildungsoptik angeordnet, die ein in Blickrichtung der Abbildungsoptik vor dem Schaft befindliches Objekt als Bild abbildet und mit der die gewünschte Blickrichtung eingestellt werden kann. Hierzu umfasst die Abbildungsoptik ein Umlenkprisma sowie diesem nachgeschalteten Linsen.
Die US 2013 / 0 085 338 A1 beschreibt ein Endoskop mit einem Betrachtungswinkel, der innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs eingestellt werden kann. Hierzu umfasst das Endoskop eine bewegliche Lichtumlenkungsvorrichtung (bspw. ein Prisma oder einen Spiegel) am distalen Ende des Endoskops, von deren Ausrichtung der Betrachtungswinkel des Endoskops abhängt, und eine Gelenkvorrichtung zum Halten der Lichtumlenkungsvorrichtung.
Weitere Endoskope, die einen variabel einstellbaren Blickrichtung ermöglichen, sind ferner aus der EP 1 212 975 B1 , der US 2019 / 0328 217 A1 und der DE 10 2010 028 147 A1 bekannt. Bei den bekannten Endoskopen wird stets ein Prisma oder ein sonstiges Lichtumlenkelement verwendet. Die Verwendung derartiger Prismen ist oftmals technisch anspruchsvoll, da zur Bewegung des Prismas um einen Drehpunkt beispielsweise ein Draht durch den Schaft geführt und darin gelagert werden muss. Zudem ist der Schaft aufgrund der Verwendung des Drahtes nicht einfach abnehmbar. Insgesamt ist der Aufbau oftmals technisch komplex und dadurch kostenintensiv, unter anderem auch weil mehrere, jeweils hermetisch abgedichtete Kammern innerhalb des Schaftes zur Gewährleistung der Dichtigkeit vorzusehen sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop vorzuschlagen, das bei Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten Probleme eine variabel einstellbare Blickrichtung ermöglicht, und insbesondere einfacher und/oder kostengünstiger herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Endoskops mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus mindestens zwei in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Hierbei versteht es sich insbesondere, dass sprachübliche Umformungen und/oder ein sinngemäßes Ersetzen von jeweiligen Begrifflichkeiten im Rahmen der üblichen sprachlichen Praxis, insbesondere das Verwenden von durch die allgemein anerkannte Sprachliteratur gestützten Synonymen, von dem vorliegenden Offenbarungsgehalt umfasst sind, ohne in ihrer jeweiligen Ausformulierung explizit erwähnt zu werden.
Erfindungsgemäß wird ein Endoskop vorgeschlagen, das einen distalen Schaftendbereich mit einem Außenschaft, einem Innenschaft und einem Abbildungssystem, durch das eine Blickrichtung innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches einstellbar ist, umfasst. Das Abbildungssystem umfasst mindestens einen Bildsensor, der in einer Sensoraufnahme aufgenommen und durch diese drehbar an dem Innenschaft und/oder an einem Teil des Innenschaftes gelagert ist. Der Schaftendbereich umfasst einen insbesondere als Linearantrieb ausgebildeten Stellantrieb, der mit der Sensoraufnahme bewegungsübertragend gekoppelt ist. Durch die bewegungsübertragende Kopplung ist eine lineare Bewegung des Stellantriebes in eine Drehbewegung der Sensoraufnahme übersetzbar. Hierdurch kann die Blickrichtung des Bildsensors und somit die Blickrichtung bei der endoskopischen Bild- und/oder Videoerfassung zumindest innerhalb des vorbestimmten Winkelbereiches, beispielsweise von 0° bis 90° gegenüber einer Längsachse des Schaftendbereiches, eingestellt werden.
Durch die Verwendung des Stellantriebes in Wirkverbindung mit der drehbar gelagerten Sensoraufnahme, durch die der Bildsensor in dem distalen Ende des Endoskops angeordnet ist, kann eine Blickrichtung des Bildsensors zumindest in einem vorbestimmten Winkelbereich variiert und/oder eingestellt werden. Somit kann gegenüber dem Stand der Technik auf die Verwendung eines Prismas verzichtet werden, was die Konstruktion und/oder den Aufbau des Schaftendbereiches vereinfacht. Hierdurch wird dieser Bereich in der Herstellung günstiger. Ebenfalls kann durch die Verwendung des Stellantriebes der Schaftendbereich von einem restlichen Schaft des Endoskops, der beispielsweise zu einem proximalen Ende des Endoskops führt, auf mechanisch einfache Weise getrennt bzw. entkoppelt werden, wenn beispielsweise der Schaftendbereich gesäubert und/oder sterilisiert und/oder gewartet werden soll. Dies vereinfacht im Vergleich zum Stand der Technik diese Prozesse allesamt oder einzeln maßgeblich. Ebenfalls können die Einzelteile auf einfache Art und Weise gefertigt werden, da ein Großteil der Bauteile vorzugsweise Frästeile und/oder Spritzgussteile sind. Die erfindungsgemäße Lösung überzeugt durch ihren einfachen und dennoch wirkungsvollen technischen Aufbau und löst die im Stand der Technik aufgezeigten Nachteile.
Das distale Ende eines Endoskops bezeichnet vorzugsweise den Teil des Endoskops, der in den zu untersuchenden Körper eingeführt wird und mit den mindestens einen Bildsensoren und/oder einem sonstigen Sensor und/oder mindestens einem Werkzeug ausgestattet ist, um Bildaufnahmen und/oder Videoaufnahmen zu erfassen und/oder um Proben zu sammeln.
Das proximale Ende eines Endoskops ist vorzugsweise der Teil, der außerhalb des Körpers liegt und mit einer Bedienungs- und/oder Anzeigeeinrichtung verbunden ist. In dem proximalen Ende sitzt vorzugsweise eine Steuereinrichtung des Endoskops. Zu dem proximalen Ende hin erfolgt vorzugsweise eine Übertragung der Daten, wie z. B. der Bild- und/oder Videoaufnahmen, die an dem distalen Ende durch den mindestens einen Bildsensor erfasst sind. Die Daten werden vorzugsweise durch die Steuerung und/oder eine weitere Auswerteeinheit prozessiert und/oder ausgewertet und/oder weiterverarbeitet und/oder auf einer Anzeigeeinrichtung, die vorzugsweise in einer Peripherie des proximalen Endes des Endoskops angeordnet ist, angezeigt. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Endoskop die hier beschriebenen Komponenten zusätzlich zu dem Schaftendbereich umfassen kann.
Ein Bildsensor konvertiert vorzugsweise ein „Bild“, insbesondere eine räumlich kontinuierlich variierende Bestrahlung, die durch ein optisches System auf eine Bildebene fällt, in einen digitalen Datenstrom, der bevorzugt in einem Digitalrechner, insbesondere einer Rechen- und Auswerteeinheit, gespeichert und/oder (weiter) verarbeitet werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Innenschaft einen Einsatz, an dem mindestens eine Lagerstelle, insbesondere mindestens eine Bohrung, ausgebildet ist, durch die die Sensoraufnahme drehbar gelagert ist. Der Einsatz ist in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches, das heißt, wenn dieser zusammengebaut ist, zumindest teilweise in den Außenschaft eingeführt ist. Die mindestens eine Lagerstelle definiert vorzugsweise eine Drehachse, um die sich die Sensoraufnahme dreht, so dass die Blickrichtung des Bildsensors variabel einstellbar ist. Der Außenschaft ist vorzugsweise als Hohlschaft ausgebildet, durch den der Einsatz zumindest teilweise und/oder abschnittsweise aufgenommen ist. Durch den erfindungsgemäßen Stellantrieb und die an dem Einsatz definierte Drehachse wird die Variabilität der Blickrichtung des Bildsensors umgesetzt, und vorzugsweise eine variable Blickrichtung zwischen 0° und 65°, besonders bevorzugt zwischen 0° und 90°, sehr bevorzugt zwischen 0° und 120° erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Stellantrieb einen Spindelschlitten und eine Spindel, wobei der Spindelschlitten auf der Spindel insbesondere linear beweglich geführt ist. Der Spindelschlitten mit Spindel bildet eine Schaltkulisse. Hierbei erfolgt ein Antrieb der Spindel vorzugsweise durch einen Antriebsmotor, besonders bevorzugt durch einen Schrittmotor, der eine rotatorische Bewegung auf die Spindel überträgt, da er beispielsweise über seine Ausgangswelle drehfest mit dieser gekoppelt ist. Die Spindel überträgt die rotatorische Bewegung vorzugsweise an den Spindelschlitten, der die Drehbewegung in eine Linearbewegung übersetzt. Die erzeugte Linearbewegung gibt die vom Antrieb ausgegebene und über die einzelnen Elemente weitergeleitete Kraft vorzugsweise mittels einer Linearbewegung an die Sensoraufnahme des Bildsensors weiter, da diese mit dem Spindelschlitten bewegungsübertragen gekoppelt ist. Der Spindelschlitten wird vorzugsweise an die seitlichen Flächen durch den Einsatz und/oder an einer Deckfläche einer besonders bevorzugten Segmentinnenhülse geführt. Der Spindelschlitte ist konstruktiv vorzugsweise in seiner Linearbewegung begrenzt, um einen Motorschaden und/oder eine Zerstörung sonstiger Komponenten zu verhindern. Diese Begrenzung kann beispielsweise durch Beschränkung eines maximal möglichen Drehwinkels des Antriebsmotors erreicht werden.
Alternativ oder ergänzend kann der Stellantrieb auch eine Magnetkupplung und/oder einen Ultraschallmotor und/oder einen fluidischen Stellantrieb und/oder einen pneumatischen Stellantrieb und/oder einen Spindelschlitten mit einer Drahtaufhängung umfassen. Konstruktiv bevorzugt ist allerdings gegenüber den anderen Stellantrieben die Kombination aus Spindel und Spindelschlitten.
Vorzugsweise ist die Spindel in einem Abschnitt des Einsatzes drehbar gelagert. Die Spindel ist vorzugsweise durch den Abschnitt geführt und/oder gehalten. Der Spindelschlitten ist vorzugsweise durch einen Abschnitt, insbesondere einen Gehäuseabschnitt des Einsatzes entlang einer Längsachse des Schaftendbereiches geführt, so dass ein Verkippen und/oder Verdrehen des Spindelschlittens um die Längsachse verhindert ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Spindelschlitten lediglich transitorisch entlang der Längsachse beweglich ist, sich jedoch rotatorisch nicht um die Längsachse drehen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Stellantrieb einen Antriebsmotor, vorzugsweise einen Stellmotor. Eine Ausgangswelle des Antriebsmotors ist vorzugsweise drehbar mit der Spindel verbunden. Die Spindel kann auch die Ausgangswelle des Antriebsmotors ausbilden oder durch diese ausgebildet sein. Der Innenschaft umfasst vorzugsweise einen ersten Schaftabschnitt, in dem der Antriebsmotor zumindest teilweise aufgenommen ist. Der erste Schaftabschnitt ist vorzugsweise als ein Rohrabschnitt und/oder als eine Hülse ausgebildet. Der erste Schaftabschnitt kann in seinem Außenumfang eine oder mehrere Abstufungen umfassen, durch die der erste Schaftabschnitt in dem Außenschaft gehalten ist. Der erste Schaftabschnitt ist vorzugsweise in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches zumindest teilweise in dem Außenschaft aufgenommen und/oder gehalten. Diese Halterung kann beispielsweise durch eine Passung erzielt werden. Alternativ oder ergänzend können auch eine Führungsnut in dem Außenschaft und/oder dem ersten Schaftabschnitt des Innenschaftes vorgesehen sein, die in dazu korrespondierende Linearerhebungen, insbesondere entlang der Längsachse, in dem ersten Schaftabschnitt oder dem Außenschaft eingreifen, um diese gegenübereinander drehfest zu fixieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Innenschaft vorzugsweise einen zweiten Schaftabschnitt, in dem der Einsatz zumindest teilweise ausgenommen ist. Der zweite Schaftabschnitt ist vorzugsweise in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches zumindest teilweise in dem Außenschaft aufgenommen und/oder wird von diesem gehalten. Der zweite Schaftabschnitt ist vorzugsweise in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches zumindest teilweise durch den ersten Schaftabschnitt aufgenommen und/oder gehalten. Der zweite Schaftabschnitt ist vorzugsweise als ein Rohrabschnitt und/oder als eine Hülse ausgebildet. Der zweite Schaftabschnitt kann in seinem Außenumfang eine oder mehrere Abstufungen umfassen, durch die der zweite Schaftabschnitt an dem ersten Schaftabschnitt gehalten ist. Der zweite Schaftabschnitt ist vorzugsweise in dem montierten Zustand des Schaftendbereiches auf dem ersten Schaftabschnitt gehalten und/oder geführt und/oder aufgesteckt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Spindelschlitten einen Halteabschnitt, der mit einem an der Sensoraufnahme ausgebildeten Gegenhalteabschnitt bewegungsübertragend gekoppelt ist. Durch den Halteabschnitt kann die Linearbewegung des Spindelschlittens auf die Sensoraufnahme übertragen werden. Da diese vorzugsweise drehbar um eine Drehachse an dem Einsatz gelagert ist, wird die Linearbewegung des Spindelschlittens wieder in eine Drehbewegung der Sensoraufnahme übersetzt. Da der Bildsensor vorzugsweise drehfest und/oder unbeweglich gegenüber der Sensoraufnahme von dieser gehalten ist, wird durch die Drehung der Sensoraufnahme um die Drehachse auch der Bildsensor gedreht, so dass dessen Blickrichtung relativ zu der Längsachse des Schaftendbereiches zumindest innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches variierbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Halteabschnitt einen von dem Spindelschlitten insbesondere in einer Querrichtung, d. h. quer zu der Längsrichtung, abragenden Stift und/oder Bolzen und/oder Zapfen. Der Gegenhalteabschnitt umfasst vorzugsweise ein Langloch, in das der Stift und/oder Bolzen eingreift. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungen auch der Halteabschnitt ein Langloch und der Gegenhalteabschnitt einen dazu korrespondierenden Stift und/oder Bolzen umfassen kann. Durch diese Ausbildung kann der Spindelschlitten mit der Sensoraufnahme bewegungsübertragend gekoppelt werden. Besonders bevorzugt ist das Langloch um eine Winkel zu der Längsachse geneigt an der Sensoraufnahme vorgesehen, um so ein Verklemmen zu verhindern. Das Langloch ist vorzugsweise in einem Winkel von 45° zu dem Kraftangriffspunkt angeordnet und/oder gedreht. Durch eine geeignete Materialauswahl und den 45°-Winkel des Langlochs verringert sich die Möglichkeit, dass der Stift und/oder Bolzen und/oder Zapfen eingeklemmt wird. Durch die Ausbildung als Langloch wird ebenfalls gegenüber einem kreisrunden Loch ein Verklemmen verhindert. Es versteht sich, dass der Stift und/oder der Bolzen gegenüber dem Langloch eine vorbestimmte Toleranz einhalten muss, um nicht in diesem zu klemmen. Der Drehpunkt (auf der Drehachse) der Sensoraufnahme und ein Mittelpunkt des Stiftes und/oder des Bolzens liegen vorzugsweise auf einer horizontalen Linie, die parallel zu der Längsachse verläuft.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Abbildungssystem eine Optikeinheit und/oder eine insbesondere flexible Leiterplatte, PCB, die mit dem Bildsensor datenübertragend und/oder energieübertragend verbunden und bevorzugt von dem distalen Schaftendbereich zu einem proximalen Schaftbereich des Endoskops geführt ist. Eine Optikeinheit bei Endoskopen ist vorzugsweise ein Teil des Instruments, das für die Bild- und/oder Videoaufnahme und/oder Übertragung verwendet wird. Die Optikeinheit umfasst beispielsweise mindestens eine Lichtquelle und/oder eine dem Bildsensor nachgeschaltete Datenverarbeitungseinrichtung, die die von dem Bildsensor erfassten Daten insbesondere über das flexible PCB an das proximale Ende des Endoskops überträgt, um sie dort beispielsweise auf einer Anzeigeeinrichtung anzuzeigen. Ein flexibles PCB (Printed Circuit Board) ist ein elektrisches Schaltungsboard, das aus flexiblen Materialien wie Polyamid oder Polyimid hergestellt wird und eine bessere Biegbarkeit als herkömmliche PCBs hat. Diese Art von PCBs wird bevorzugt in Anwendungen eingesetzt, in denen eine bessere Anpassung an komplexe Formen und/oder Bewegungen erforderlich ist. Diese Anpassbarkeit bei der Bewegung ist auch hier vorteilhaft, da sich das flexible PCB bei der Linearbewegung und/oder Rotationsbewegung mitbewegen kann. Das flexible PCB ist zumindest in dem Schaftendbereich vorzugsweise zwischen dem Außenschaft und dem Innenschaft geführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schaftendbereich eine Segmentinnenhülse, die zumindest abschnittsweise dazu ausgebildet ist, den Innenschaft oder Teile des Innenschaftes zu führen und/oder zu halten. Die Segmentinnenhülse dient zur Führung und/oder Lagerung und/oder zu einem Freiraumausgleich innerhalb des Schaftendbereiches, um insbesondere ein unerwünschtes Verrutschen und/oder Bewegen von einzelnen Komponenten des Schaftendbereiches zu verhindern oder zumindest zu vermindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schaftendbereich eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere mindestens eine Leuchtdiode und/oder einen Glasfasersegmentabschnitt, der vorzugsweise zu einer Lichtquelle an dem proximalen Ende des Endoskops geführt ist. Besonders bevorzugt umfasst die Optikeinheit die Beleuchtungseinrichtung. Die Verwendung von LEDs ist besonders bevorzugt, da eine aufwendige Führung von Glasfaserkabeln zur Lichtübertragung innerhalb des Außenschaftes unterbleiben kann. Die Energieversorgung der Beleuchtungseinrichtung wird vorzugsweise durch das flexible PCB ermöglicht, das von dem proximalen Ende des Endoskops zu dem distalen Ende geführt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schaftendbereich ein Deckglas, das in einem distalen Endabschnitt des Schaftendbereiches angeordnet ist. Das Deckglas verschließt den Endabschnitt vorzugsweise nach außen hin, insbesondere hermetisch. Das Deckglas ist vorzugsweise dazu ausgebildet, für von dem Bildsensor empfangene elektromagnetische Strahlung transparent zu sein. Das Deckglas, das auch als Sichtfenster zu bezeichnen ist, ist vorzugsweise durch Goldlot mit dem Schaftmaterial durch Dilatation verbunden, wodurch die insbesondere hermetische Dichtung entsteht. Dilatation bezeichnet das Erweitern und/oder Dehnen eines Bereichs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Außenschaft eine distal endseitige Schaftabdeckung. Durch diese wird der Schaftendbereich vorzugsweise nach außen hin hermetisch verschlossen und/oder abgedichtet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der mindestens eine Bildsensor ein Charge-Coupled Device, CCD, und/oder einen Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS, und/oder einen Impedance Cardiography-Sensor, ICG. Der Bildsensor umfasst vorzugsweise mindestens einen Farbfilter und/oder sonstigen optischen Filter. Grundsätzlich sind zwei verschiedene Bauformen von Bildsensoren verfügbar. Eine erste Bauform wird als Chip-On-Board (COB) bezeichnet. Dabei umfasst der Chip vorzugsweise kein Gehäuse, wobei sich die Kontakte auf derselben Seite wie die aktive Sensorfläche befinden. Eine zweite Bauform wird das Chip-Scale-Package (CSP) bezeichnet. In dieser Bauform wird der Chip vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet, das insbesondere mit einer Glasschicht versehen sein kann. Bevorzugt wird hier ein COB verwendet.
CCD steht für „Charge-Coupled Device“ und bezeichnet einen Typ von Halbleiter-Sensoren, die in der Fotografie und Elektronik verwendet werden. CCDs wandeln Licht, das auf den Sensor fällt, in elektrische Signale um, die später in ein digitales Bild verarbeitet werden können.
CMOS steht für „Complementary Metal-Oxide-Semiconductor“ und bezeichnet einen Typ von Halbleitersensoren, der in der Elektronik und Fotografie verwendet wird. CMOS-Sensoren wandeln Licht, das auf den Sensor fällt, in elektrische Signale um, die später in ein digitales Bild verarbeitet werden können. Im Gegensatz zu CCD-Sensoren ist die Herstellung von CMOS-Sensoren kostengünstiger und sie verbrauchen weniger Strom, was sie für Anwendungen in tragbaren Geräten und Mobiltelefonen besonders attraktiv macht.
ICG steht für „Indocyanin-Grün“. Es handelt sich hierbei um einen Fluoreszenzfarbstoff, der in der Medizin zur Diagnostik und Überwachung von Gefäßen und Blutfluss verwendet wird. ICG wird intravenös injiziert und verfolgt den Blutfluss, indem es durch den Körper gepumpt wird. Mit einer speziellen Kamera kann dann die Fluoreszenz des Farbstoffs beobachtet werden, was wichtige Informationen über den Blutfluss liefert. ICG wird beispielsweise bei chirurgischen Eingriffen oder in der Augenheilkunde eingesetzt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand von lediglich schematischen Zeichnungen.
Es zeigen:

1: eine Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Endoskops,
2: eine schematische Ansicht eines Schaftendbereiches eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Endoskops,
3 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schaftendbereiches in einer ersten Stellung des Bildsensors,
4 eine schematische, detaillierte Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schaftendbereiches in einer zweiten Stellung des Bildsensors,
5 eine schematische, detaillierte Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schaftendbereiches in einer dritten Stellung des Bildsensors,
6 eine schematische, detaillierte Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schaftendbereiches in einer vierten Stellung des Bildsensors,
7 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schaftendbereiches in einer ersten Stellung des Bildsensors mit angezeigten Beweungsabläufen,
8 (a) eine schematische Ansicht einer Sensoraufnahme, und (b) eine schematische Frontansicht der Sensoraufnahme,
9 eine schematische Ansicht eines Spindelschlittens, und
10 eine schematische Ansicht eines Einsatzes.

Gleiche Elemente beziehungsweise Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der 1 ist eine Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß beanspruchten Endoskops 10 dargestellt. Das Endoskop 10 ist nicht gesamthaft dargestellt. Der Fokus liegt vorliegend vielmehr auf einem distalen Schaftendbereich 11, der in seinen Einzelteilen in 1 gezeigt ist. Es versteht sich, dass das Endoskop 10 auch weitere hier nichtgezeigte Komponenten umfassen kann, die insbesondere zwischen dem distalen Schaftendbereich 11 und einem proximalen Endbereich angeordnet sind.
Der Schaftendbereich 11 umfasst einen Außenschaft 12, einen Innenschaft 13 und einem Abbildungssystem 14, durch das eine Blickrichtung innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches einstellbar ist.
Das Abbildungssystem 14 umfasst erfindungsgemäß mindestens eine Optikbaugruppe mit Sensor 15, der in einer Sensoraufnahme 16 aufgenommen und/oder angeordnet und durch diese drehbar um eine Drehachse X an dem Innenschaft 13 gelagert ist (siehe 8(a)).
Der Schaftendbereich 11 umfasst einen insbesondere als Linearantrieb ausgebildeten Stellantrieb 17, der mit der Sensoraufnahme 16 bewegungsübertragend gekoppelt ist, so dass eine lineare Bewegung des Stellantriebes 17 in eine Drehbewegung der Sensoraufnahme 16 um die Drehachse X übersetzbar ist, um derart die Blickrichtung B der Optikbaugruppe mit Sensor 15 relativ zu einer Längsachse L des innerhalb des Schaftendbereiches 11 vorbestimmten Winkelbereiches einzustellen (siehe 4 bis 6).
Der Innenschaft 13 umfasst einen Einsatz 18, an dem mindestens eine Lagerstelle 19, insbesondere mindestens eine Bohrung, ausgebildet ist. Der Einsatz 18 ist in 10 in einer Detailansicht angezeigt, aus der auch die beiden Lagerstellen 19 erkennbar sind. Durch die Lagerstellen 19 ist vorzugsweise die Drehachse X definiert (siehe 10). Durch die Lagerstellen 19 ist die Sensoraufnahme 16 drehbar um die Drehachse X gelagert. Hierzu weist die Sensoraufnahme 16 vorzugsweise zwei Lagerzapfen 20 auf, wie dies aus 8(a) und 8(b) hervorgeht. Der Einsatz 18 ist in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches 11 zumindest teilweise in den Außenschaft 12 eingeführt, wie dies aus der Schnittansicht in 3 erkennbar ist.
Der Stellantrieb 17 umfasst einen Spindelschlitten 21 und eine Spindel 22. Der Spindelschlitten 21 ist auf der Spindel 22 insbesondere linear beweglich geführt. Ferner umfasst der Stellantrieb 17 einen insbesondere als Stellmotor ausgebildeten Antriebsmotor 23, mit dessen Ausgangswelle 24 die Spindel 22 drehbar gekoppelt ist, oder durch dessen Ausgangswelle 24 die Spindel 22 ausgebildet ist. Die Spindel 22 umfasst zumindest abschnittsweise entlang der Längsrichtung ein Außengewinde. Der Spindelschlitten 21 umfasst vorzugsweise ein Durchgangsloch, in dem ein zu dem Außengewinde korrespondierendes Innengewinde 41 vorgesehen ist, wie dies in 9 schematisch gezeigt ist. Die Ausgangswelle 24 kann beispielsweise abgeflacht sein und in eine endseitige, dem Antriebsmotor 23 zugewandte Ausnehmung 25 der Spindel 22 eingreifen, wie dies aus den 3 und 7 zu entnehmen ist.
Der Innenschaft 13 umfasst vorzugsweise einen ersten Schaftabschnitt 26, in dem der Antriebsmotor 23 zumindest teilweise aufgenommen ist (siehe 3 und 7). Der erste Schaftabschnitt 26 ist vorzugsweise in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches 11 zumindest teilweise in dem Außenschaft 12 aufgenommen und/oder von diesem gehalten (siehe 3 und 7).
Der Innenschaft 13 umfasst vorzugsweise einen zweiten Schaftabschnitt 27, in dem der Einsatz 18 zumindest teilweise ausgenommen ist (siehe 3 und 7). Der zweite Schaftabschnitt 27 ist vorzugsweise in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches 11 zumindest teilweise in dem Außenschaft 12 aufgenommen und/oder gehalten (siehe 3 und 7).
Der erste und/oder der zweite Schaftabschnitt 26, 27 kann/können als ein Rohrabschnitt und/oder als eine Hülse ausgebildet sein.
Das Abbildungssystem 14 umfasst eine Optikbaugruppe mit Sensor 15 und eine insbesondere flexible Leiterplatte 29, die auch als flexibles PCB bezeichnet wird. Das flexible PCB 29 ist mit der Optikbaugruppe mit Sensor 15 datenübertragend und energieübertragend verbunden. Das flexible PCB 29 ist bevorzugt von dem distalen Schaftendbereich 11 zu einem nicht näher gezeigten, proximalen Schaftbereich des Endoskops 10 geführt.
Der Schaftendbereich 11 umfasst eine Segmentinnenhülse 30, die zumindest abschnittsweise dazu ausgebildet ist, den Innenschaft 13 oder Teile des Innenschaftes, vorliegend den zweiten Schaftabschnitt 27 zu führen und/oder zu halten, insbesondere radial zu umschließen (siehe 3 und 7). Die Segmentinnenhülse 30 ist insbesondere zur Stabilisierung der Komponenten des Schaftendbereiches 11 vorgesehen. Die Segmentinnenhülse 30 hat vorzugsweise eine konstruktive Haltefunktion.
Der Schaftendbereich 11 umfasst ferner ein Deckglas 31 und/oder eine transparente Abdeckung. Das Deckglas 31 ist in einem distalen Endabschnitt des Schaftendbereiches 11 angeordnet. Das Deckglas 31 verschließt den Endabschnitt nach außen hin insbesondere hermetisch. Das Deckglas 31 ist dazu ausgebildet, für von der Optikbaugruppe mit Sensor 15 empfangene elektromagnetische Strahlung transparent zu sein.
Der Außenschaft 12 umfasst ferner eine distal endseitige Schaftabdeckung 32, die den Schaftendbereich 11 nach außen hin verschließt.
Zur Lichtverteilung kann der Schaftendbereich 11 endseitig einen Glasfasersegmentabschnitt 33 umfassen. Durch diesen kann beispielsweise Licht einer Lichtquelle, insbesondere einer LED, endseitig insbesondere zu verschiedenen Ausstrahlungsstellen verteilt werden (siehe 2). In 2 sind zwei beispielhafte Ausstrahlungsstelle durch die Bezugsziffer 34 gekennzeichnet. Pro Ausstrahlungsstelle 34 kann auch eine LED verwendet werden.
Zur Bewegungsübertragung umfasst der Spindelschlitten 21 einen Halteabschnitt 35, der mit einem an der Sensoraufnahme 16 ausgebildeten Gegenhalteabschnitt 36 gekoppelt ist. Wie aus 9 hervorgeht, umfasst der Halteabschnitt 35 einen von dem Spindelschlitten 21 insbesondere in einer Querrichtung Q, quer zu der Längsrichtung L abragenden Stift 37 und/oder Bolzen.
Wie aus 10 hervorgeht, umfasst der Gegenhalteabschnitt 36 ein Langloch 38, in das der Stift 37 und/oder Bolzen eingreift. Das Langloch 38 ist gegenüber der Längsrichtung L um einen Winkel geneigt. Der Winkel beträgt vorzugsweise 45°. Der Einsatz 18 umfasst ferner einen Halteabschnitt 39, mit dem er in den zweiten Schaftabschnitt 27 zumindest teilweise eingreift und mit dem er an den ersten Schaftabschnitt 26 anschlägt (siehe 3 und 7).
In den 4 bis 6 ist ein Verkippen bzw. Verstellen der Optikbaugruppe mit Sensor 15 gezeigt, wobei sich die Blickrichtung B gegenüber der Längsrichtung L in jeder der 4 bis 6 ändert. Ansonsten entspricht der Schaftendbereich 11 dem Aufbau aus den 3 und 7, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle Bezugszeichen eingefügt wurde.
Die Optikbaugruppe mit Sensor 15 erfasst eine Umgebung in einem Blickfeld FOV um die Blickrichtung B. Das Blickfeld FOV ist mit der Bezugsziffer 40 gekennzeichnet. Das Blickfeld 40 erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen kegelförmig oder kegelabschnittsförmig um die Blickrichtung B.
Bezugszeichenliste

10: Endoskop
11: Schaftendbereich
12: Außenschaft
13: Innenschaft
14: Abbildungssystem
15: Optikbaugruppe mit Sensor
16: Sensoraufnahme
17: Stellantrieb
18: Einsatz
19: Lagerstelle
20: Lagerzapfen
21: Spindelschlitten
22: Spindel
23: Antriebsmotor
24: Ausgangswelle
25: Ausnehmung
26: erster Schaftabschnitt
27: zweiter Schaftabschnitt
29: flexible Leiterplatte, PCB
30: Segmentinnenhülse
31: Deckglas
32: Schaftabdeckung
33: Glasfasersegmentabschnitt
34: Ausstrahlungsstelle
35: Halteabschnitt
36: Gegenhalteabschnitt
37: Stift
38: Langloch
39: Halteabschnitt
40: Blickfeld (FOV)
41: Innengewinde
X: Drehachse
L: Längsachse
B: Blickrichtung
Q: Querrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2010 / 0 022 838 A1 [0010]
US 8 852 087 B2 [0011]
US 2013 / 0 085 338 A1 [0012]
EP 1 212 975 B1 [0013]
US 2019 / 0328 217 A1 [0013]
DE 10 2010 028 147 A1 [0013]

Claims

Endoskop (10) umfassend, einen distalen Schaftendbereich (11) mit einem Außenschaft (12), einem Innenschaft (13) und einem Abbildungssystem (14), durch das eine Blickrichtung B innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbildungssystem (14) mindestens eine Optikbaugruppe mit Sensor (15) umfasst, der in einer Sensoraufnahme (16) aufgenommen und durch diese drehbar an dem Innenschaft (13) gelagert ist, und dass der Schaftendbereich (11) einen insbesondere als Linearantrieb ausgebildeten Stellantrieb (17) umfasst, der mit der Sensoraufnahme (16) bewegungsübertragend gekoppelt ist, so dass eine lineare Bewegung des Stellantriebes (17) in eine Drehbewegung der Sensoraufnahme (16) übersetzbar ist, um die Blickrichtung der Optikbaugruppe mit Sensor (15) innerhalb des vorbestimmten Winkelbereiches einzustellen.
Endoskop nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenschaft (13) einen Einsatz (18) umfasst, an dem mindestens eine Lagerstelle (19), insbesondere mindestens eine Bohrung, ausgebildet ist, durch die die Sensoraufnahme (16) drehbar gelagert ist, wobei der Einsatz (18) in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches (11) zumindest teilweise in den Außenschaft (12) eingeführt ist.
Endoskop nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (17) einen Spindelschlitten (21) und eine Spindel (22) umfasst, wobei der Spindelschlitten (21) auf der Spindel (22) insbesondere linear beweglich geführt ist.
Endoskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (17) einen Antriebsmotor (23) umfasst, mit dessen Ausgangswelle (24) die Spindel (22) drehbar gekoppelt ist, wobei der Innenschaft (13) vorzugsweise einen ersten Schaftabschnitt (26) umfasst, in dem der Antriebsmotor (23) zumindest teilweise aufgenommen ist, wobei der erste Schaftabschnitt (26) vorzugsweise in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches (11) zumindest teilweise in dem Außenschaft (12) aufgenommen und/oder gehalten ist.
Endoskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenschaft (13) vorzugsweise einen zweiten Schaftabschnitt (27) umfasst, in dem der Einsatz (18) zumindest teilweise ausgenommen ist, wobei der zweite Schaftabschnitt (27) vorzugsweise in einem montierten Zustand des Schaftendbereiches (11) zumindest teilweise in dem Außenschaft (12) aufgenommen und/oder gehalten ist.
Endoskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelschlitten (21) einen Halteabschnitt (35) umfasst, der mit einem an der Sensoraufnahme (16) ausgebildeten Gegenhalteabschnitt (36) bewegungsübertragend gekoppelt ist.
Endoskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (35) einen von dem Spindelschlitten (21) insbesondere in einer Querrichtung Q abragenden Stift (37) und/oder Bolzen umfasst, wobei der Gegenhalteabschnitt (36) ein Langloch (38) umfasst, in das der Stift (37) und/oder Bolzen eingreift.
Endoskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbildungssystem (14) eine Optikbaugruppe mit Sensor (15) und/oder eine insbesondere flexible Leiterplatte, PCB, (29) umfasst, die mit der Optikbaugruppe mit Sensor (15) datenübertragend und/oder energieübertragend verbunden und bevorzugt von dem distalen Schaftendbereich (11) zu einem proximalen Schaftbereich des Endoskops (10) geführt ist.
Endoskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftendbereich (11) eine Segmentinnenhülse (30) umfasst, die zumindest abschnittsweise dazu ausgebildet ist, den Innenschaft (13) oder mindestens einen Teil des Innenschaftes (13) zu führen und/oder zu halten.
Endoskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftendbereich (11) eine Beleuchtungseinrichtung, die insbesondere mindestens eine Leuchtdiode und/oder einen Glasfasersegmentabschnitt (33) aufweist, umfasst.
Endoskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftendbereich (11) ein Deckglas (31) umfasst, das in einem distalen Endabschnitt des Schaftendbereiches (11) angeordnet ist, den Endabschnitt nach außen hin insbesondere hermetisch verschließt und dazu ausgebildet ist, für von der Optikbaugruppe mit Sensor (15) empfangene elektromagnetische Strahlung transparent zu sein.
Endoskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenschaft (12) eine distal endseitige Schaftabdeckung (32) umfasst.
Endoskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Optikbaugruppe mit Sensor (15) ein Charge-Coupled Device, CCD, und/oder einen Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS, und/oder einen Impedance Cardiography-Sensor, ICG, umfasst.