DE19735989C2 - Elektronisches Endoskopsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Endoskopsystem mit einem elektronischen Endoskop und einem damit verbundenen Vi­ deoprozessor.

Üblicherweise enthält ein elektronisches Endoskop eine Fest­ körper-Bildaufnahmevorrichtung wie z. B. ein CCD-Element (Charge Coupled Device), mit dem ein Bild eines angegriffenen Teils o. ä. aufgenommen wird. Das elektronische Endoskop ent­ hält ferner eine Treiberschaltung zum Ansteuern der Festkör­ per-Bildaufnahmevorrichtung. Da die Treiberschaltung den cha­ rakteristischen Größen der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung weitgehend angepaßt sein muß, ist sie auf die Bildaufnahme­ vorrichtung eingestellt.

Der mit dem elektronischen Endoskop verbundene Videoprozessor gibt Taktimpulse ab, die zum Erzaugen von Treibersignalen in der Treiberschaltung des elektronischen Endoskops erforder­ lich sind. Die Taktimpulse müssen aber eine relativ hohe Fre­ quenz (z. B. 8 MHz) haben, die Störungen verursachen kann. Die Störungen können möglicherweise durch Erdung nicht reduziert werden, da zum Schutz des Patienten Schaltungen in medizini­ schen Einrichtungen wie einem elektronischen Endoskopsystem nicht geerdet werden sollen.

Werden Störungen erzeugt, so führen sie zu einer kapazitiven Kopplung nach Erde oder nicht geerdeten Metallkomponenten u. ä., und die Störsignale können aus dem elektronischen Endo­ skop oder einem dieses mit peripheren Einrichtungen verbin­ denden Kabel nach außen austreten. Das Kabel kann als Antenne wirken und beeinträchtigt dann die mit dem Endoskopsystem selbst dargestellten Bilder durch Darstellung der Störungen, und es können ferner Fehlfunktionen verursacht werden.

In der DE 37 35 946 C2 ist ein elektronisches Endoskopsystem mit einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung beschrieben. Die genannte Druckschrift ist mit dem Problem befaßt, das sich bei einem solchen elektronischen Endoskopsystem mit Festkör­ per-Bildaufnahmevorrichtung aufgrund unterschiedlich langer, wechselbarer Endoskope und damit unterschiedlich langer Lei­ tungen für Taktsignale ergibt, die zum Betrieb der Festkör­ per-Bildaufnahmevorrichtung bestimmt sind. Nimmt die Länge der Signalleitungen zu, so wird die Wellenform des Taktimpul­ ses, der der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung seitens der Steuerschaltung zugeführt wird, verzerrt und stellt somit keine exakte rechteckige Wellenform mehr dar. Dies führt da­ zu, daß die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nicht exakt gesteuert werden kann. Zur Lösung dieses Problems wird vorge­ schlagen, Wellenformkompensationsschaltungen einzusetzen, um die Wellenformverzerrungen im voraus zu kompensieren, so daß die Taktimpulse beim Erreichen der Festkörper-Bildaufnahme­ vorrichtung exakte rechteckige Wellenformen aufweisen.

Ferner wird auf das Standardwerk "Halbleiter-Schaltungs­ technik", Tietze, Ulrich; Schenk, Christoph; 5. Auflage; Ber­ lin, Heidelberg, New York; Springer, 1980; Seiten 133 bis 135, Seiten 413 bis 418 und Seiten 616 bis 618 verwiesen. Daraus geht hervor, daß als Empfänger in der Datenübertragung die dem Fachmann bekannte Schmitt-Trigger-Schaltung einge­ setzt wird, um Signalflanken zu regenerieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein elektronisches Endoskopsy­ stem mit verringerter Störstrahlung anzugeben, so daß diese nicht auf dargestellten Bildern sichtbar wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm des Gesamtaufbaus eines elektronischen Endoskops als Ausführungsbei­ spiel,

Fig. 2(A) und 2(B) grafische Darstellungen von Signalformen der Takt­ signale, und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Ferritele­ ments in dem elektronischen Endoskopsystem nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein elektronisches Endoskopsystem 100 mit einem Videoprozessor 20 und einer elektronischen Endoskopeinheit 30. Diese enthält ein elektronisches Endoskop 1 und einen Si­ gnalverbinder 3.

Das elektronische Endoskop 1 hat eine Festkörper-Bildaufnah­ mevorrichtung wie z. B. ein CCD-Element (Charge Coupled De­ vice) 2, das an der Spitze eines Einsatzteils des Endoskops 1 vorgesehen ist und endoskopische Bilder aufnimmt.

Der Signalverbinder 3 des elektronischen Endoskops 1 ist mit dem Videoprozessor 20 über Kabel 40 lösbar verbunden.

Der Videoprozessor 20 enthält eine Steuerung 22, einen Takt­ generator 21 und verschiedene andere Schaltungen (nicht dar­ gestellt), zu denen beispielsweise eine Prozessorschaltung (nicht dargestellt) zum Verarbeiten der mit dem CCD-Element 2 abgegebenen Videosignale dient.

In dem Signalverbinder 3 ist auf einer Schaltungsplatine 4 eine CCD-Treiberschaltung 6 angeordnet. Diese gibt Treibersi­ gnale für das CCD-Element 2 über eine Signalleitung 5 ab, welche aus einem Koaxialkabel besteht. Verschiedene andere Schaltungen sind auf der Schaltungsplatine 4 angeordnet, hier jedoch nicht dargestellt.

Damit die CCD-Treiberschaltung 6 die Treibersignale erzeugen kann, ist ein Taktsignal erforderlich. In dem elektronischen Endoskopsystem 100 dieses Ausführungsbeispiels wird das Takt­ signal mit dem Taktgenerator 21 in dem Videoprozessor 20 er­ zeugt und über die Kabel 40 und eine Pufferschaltung 7 der CCD-Treiberschaltung 6 zugeführt. Die Pufferschaltung 7 ist beispielsweise eine integrierte Schaltung des Typs LS241, LS244, LS365 o. ä.

In diesem Ausführungsbeispiel hat das von dem Taktgenerator 21 abgegebene Taktsignal eine runde, sinusförmige Signalform, wie sie beispielsweise in Fig. 2(A) dargestellt ist. Durch Anwenden eines Taktsignals mit einem derartigen Verlauf zwi­ schen dem Videoprozessor 20 und der Endoskopeinheit 30 wird eine Abstrahlung von Störsignalen über die Kabel 40 unter­ drückt.

Das sinusförmige Taktsignal kann jedoch das CCD-Element 2 nicht ansteuern. Daher wird es nach Eingabe aus dem Video­ prozessor 20 in ein rechteckförmiges Taktsignal umgesetzt, das in Fig. 2(B) dargestellt ist. Hierzu dient eine Signal­ formerschaltung in der Pufferschaltung 7, und das umgesetzte Taktsignal wird von der CCD-Treiberschaltung 6 an das CCD- Element 2 abgegeben.

Da das von der CCD-Treiberschaltung 6 an das CCD-Element 2 abgegebene Treibersignal ein Rechtecksignal hoher Frequenz ist, neigt es zum Erzeugen von Störungen. Um deren Betrag zu verringern, ist die Signalleitung 5 für das Treibersignal durch ein Ferritelement 8 (oder einen Ferritkern) neben der Schaltungsplatine 4 geführt, auf der die CCD-Treiberschaltung 6 angeordnet ist.

Wie Fig. 1 zeigt, hat das Ferritelement 8 eine Bohrung 8a, durch die die Signalleitung 5 hindurchgeführt ist. Fig. 3 zeigt eine alternative Anordnung, bei der die Signalleitung 5 durch die Bohrung 8a des Ferritelements 8 hindurchgeführt, um das Ferritelement 8 herumgeführt und dann nochmals durch die Bohrung 8a hindurchgeführt ist. Ferner kann in ähnlicher Wei­ se die Signalleitung 5 mehrmals um das Ferritelement 8 herum­ geführt und dabei jeweils durch die Bohrung 8a hindurchge­ führt sein. Die Verwendung des Ferritelements 8 ist in US-A-5 543 831 beschrieben.

Gemäß Fig. 1 ist die in dem Videoprozessor 20 angeordnete Steuerung 22 mit Bedienungstasten 9 zur Eingabe von Steuer­ größen in die Steuerung 22 verbunden. Diese sind in einem Be­ dienfeld des elektronischen Endoskops 1 angeordnet.

Die durch Betätigen der Bedienungstasten 9 erzeugten Steuer­ signale werden der Steuerung 22 über eine Steuersignalleitung 10 zugeführt, die z. B. aus abgeschirmten Drähten besteht.

Ähnlich der Signalleitung 5 ist auch die Steuersignalleitung 10 durch das Ferritelement 8 des elektronischen Endoskops 1 hindurchgeführt. Die Steuersignalleitung 10 kann auch durch ein anderes Ferritelement 8 hindurchgeführt werden, wenn die Verwendung ein und desselben Ferritelements 8 einen schädlichen Einfluß hat.

Durch Führen der Steuersignalleitung 10 durch das Ferritele­ ment 8 können Störungen verringert werden, die von der Steu­ ersignalleitung 10 abgestrahlt und/oder in dieser induziert werden.

Bei einem elektronischen Endoskopsystem nach der Erfindung wird die Abstrahlung von Störungen verringert, da es so auf­ gebaut ist, daß der Videoprozessor ein sinusförmiges Taktsi­ gnal abgibt und in der Endoskopeinheit das rechteckförmige Taktsignal erzeugt wird. Ferner wird bei einem elektronischen Endoskopsystem nach der Erfindung das Abstrahlen und das Ein­ dringen von Störungen nach Umsetzen des Taktsignals in ein Rechtecksignal verringert, indem ein Ferritelement verwendet wird. Das elektronische Endoskopsystem erzeugt also insgesamt weniger Störungen, wodurch auch die Störungen auf Bildern, die in dem elektronischen Endoskopsystem selbst dargestellt werden, verringert werden.

Claims (5)

1. Elektronisches Endoskopsystem (100) mit einer Endoskop­ einheit (30) mit Verbindungsvorrichtung und einem elek­ tronischen Endoskop, das eine Festkörper-Bildaufnahme­ vorrichtung (2) enthält, wobei die Verbindungsvorrichtung eine Treiberschaltung (6) zur Abgabe eines Treibersignals an die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (2) enthält, und mit einem Videoprozessor (20) zur Abgabe eines Takt­ signals, dem über die Verbindungsvorrichtung ein Bildsi­ gnal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Taktsignal sinusförmig ist und zur Treiberschaltung (6) übertragen wird, die aus dem Taktsignal ein periodisches Treibersignal mit Rechteckform ableitet.

2. Elektronisches Endoskopsystem (100) nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Treibersignal von der Trei­ berschaltung (6) der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (2) über eine Signalleitung (5) zugeführt wird, die durch ein Ferritelement (8) zwischen der Treiberschaltung (6) und der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (2) nahe der Treiberschaltung (6) hindurchgeführt ist.

3. Elektronisches Endoskopsystem (100) nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Steuersignalleitung (10) zur Abgabe von Steuerbefehlen von dem elektronischen En­ doskop an den Videoprozessor (20) durch ein Ferritelement (8) in dem elektronischen Endoskop (30) hindurchgeführt ist.

4. Elektronisches Endoskopsystem (100) nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signalleitung (5) und die Steuersignalleitung (10) durch ein und dasselbe Ferrit­ element (8) hindurchgeführt sind.

5. Elektronisches Endoskopsystem (100) nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens die Signalleitung (5) oder die Steuersignalleitung (10) mehrmals durch das Ferritelement (8) hindurchgeführt und um dieses herumge­ führt sind.