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CN120000135A - 用于内窥镜系统的柔性光导和散热器 - Google Patents

用于内窥镜系统的柔性光导和散热器 Download PDF

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CN120000135A
CN120000135A CN202510202442.2A CN202510202442A CN120000135A CN 120000135 A CN120000135 A CN 120000135A CN 202510202442 A CN202510202442 A CN 202510202442A CN 120000135 A CN120000135 A CN 120000135A
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flexible electronic
tube
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爱德华·麦克林
迈克尔·萨博
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Conmed Corp
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Abstract

公开了用于内窥镜系统的柔性光导和散热器。一种用于内窥镜(10)的柔性电子光导(18)，所述柔性电子光导作为用于发光二极管(LED)的散热器。所述光导内的柔性管(126)从所述LED延伸以将热量从所述LED分流出去。所述柔性管可以是被打孔成为柔性的实心金属管。所述柔性管也可以是编织线护套，并且可以包封彼此接触的一系列金属滚珠。所述柔性管也可以由多种不同的金属制成。所述柔性管也可以是中空管，并且支撑空气或液体冷却系统，或者填充有可以像沙粒一样小的金属滚珠。所述柔性管也可以是由通过弹簧保持紧密接触的一系列金属部件形成的连接件。

Description

用于内窥镜系统的柔性光导和散热器
本申请是申请号为“201980030447.4”，申请日为“2019年5月9日”，题目为“用于内窥镜系统的柔性光导和散热器”的中国专利申请的分案申请。
背景技术
1.技术领域
本发明涉及内窥镜光导，更具体而言，涉及一种具有用于发光二极管的柔性散热器的内窥镜光导。
2.相关技术描述
在内窥镜手术领域中，将可见光引导到人体中以照亮各种手术部位是必要的。传统上，这通过将光纤光导的远侧端部附接到内窥镜的光纤光柱来实现。光导的相对的近侧端部被连接到电子光源。通常，光源是交流电压供电的电子器件外壳，所述电子器件外壳容纳具有光纤电缆的高输出灯，所述光纤电缆联接到内窥镜的光柱用于优化光的传输。现有的光纤光导的特征之一它们是柔性的，并且当调节或旋转内窥镜以观察体内的不同手术部位时，能够由外科医生容易地操纵。
现有的光纤光导的局限性在于，由于它们的构造中所用的材料的性质，它们的性能在使用过程中会变差。光导由许多单个玻璃光纤股构成，这些玻璃光纤股构成阵列束。外护套围绕该玻璃股束，以便设备在使用过程中经受清洁和再加工(灭菌)时，保护该玻璃股束免受环境的影响。单个纤维股由拉制玻璃制成，所述拉制玻璃在使用过程中容易断裂。当单个光纤在其长度上的任意位置断裂时，它就不再能够传输光，因此，从光源输出件发出的总光传输将减少一个百分比。克服这些问题的常规尝试涉及使用电池供电的LED光源，所述LED光源附接到内窥镜的光柱上。然而，这些设备受到可用的电池寿命的限制，因此在充电操作和/或电池更换之间的使用时间较短。因此，在本领域中需要一种可以在更长的时间内为内窥镜的光端口提供照明，同时保持所期望的电缆柔性的方法。
发明内容
本发明包括用于内窥镜的柔性电子光导，所述柔性电子光导包括用于光导的发光二极管模块的散热器。散热器被设计为使电子光导保持外科医生所期望的柔性形状因数，同时将来自光源的热量分流，以使外科医生要触摸的部件不会过热。电子光导不使用玻璃光纤，而是依靠校准的固定照明输出件，所述校准的固定照明输出件在产品的整个寿命中不会减少。当使用传统光纤光导时，电子光导还减少了存在的联接光学表面的数量。当使用电子光导时，消除了在光导的近侧端部的光源处的连接，因为LED被直接定位于镜柱上。通过消除这种光学连接，还消除了相关的表面损失，从而增加了光输出。
更具体而言，本发明是一种柔性电子光导，所述柔性电子光导具有在壳体内的发光二极管模块，所述发光二极管模块具有发光二极管(LED)。电力电缆被联接到LED，以为LED提供电源。邻近发光二极管模块的柔性管从LED延伸并且围绕电力电缆，以将热量从发光二极管模块分流出去。
在一个实施方案中，柔性管可以包括实心金属管，所述实心金属管根据预定图案来打孔，以允许所述实心管成为柔性的。在另一个实施方案中，柔性管可以包括编织线护套。编织线护套可以包封彼此接触的一系列金属滚珠。柔性管还可以包括多种金属。在另一实施方案中，柔性管可以包括中空管，所述中空管的一端联接至风扇，中空管的另一端联接至歧管，所述中空管围绕发光二极管模块定位。歧管可以具有限定一系列开口的正面。风扇可以定位于附接有柔性管的基座单元内。在另一个实施方案中，柔性管可以包括联接至流体贮存器的中空管。中空管可以包括至少一个阀，所述阀被构造为仅允许流体沿一个预定方向流动。在又一个实施方案中，柔性管可以包括由通过弹簧保持彼此接触的一系列部件形成的连接件。在又一个实施方案中，柔性管可以包括填充有多个金属滚珠的中空管。所述多个金属滚珠的直径可以在.0625毫米和2.00毫米之间。
附图说明
通过结合附图阅读以下详细描述，将更全面地理解和领会本发明，其中：
图1是根据本发明的具有柔性光导的内窥镜的透视图；
图2是根据本发明的柔性光导的横截面图；
图3是根据本发明的图2的柔性光导的分解图；
图4是根据本发明的示例性图案，所述图案可以被蚀刻到固体金属管中，以允许所述管成为柔性的；
图5是根据本发明的柔性散热器的示意图，所述柔性散热器由联接在一起的多个金属片形成；
图6是根据本发明的柔性散热器，所述柔性散热器由用于柔性光导的编织金属丝网散热器形成。
图7是根据本发明的柔性散热器，所述柔性散热器由编织线护套形成，所述编织线护套包封一系列金属滚珠；
图8是根据本发明的柔性散热器，所述柔性散热器由编织线护套形成，所述编织线护套包封一系列金属滚珠；以及
图9是根据本发明的柔性散热器，所述柔性散热器由中空管形成，所述中空管包封多个金属滚珠。
具体实施方式
参见附图，其中相同的数字在全文中表示相同的部分，在图1中可以看到，内窥镜10具有插入管12，所述插入管允许手持件14内的成像部件捕获插入管12的相对端的视野的光学图像。柔性轴16从手持件14延伸，以将由手持件14内的成像部件捕获的图像传输到远程定位的显示器，例如观察屏或监视器。电子光导18在内窥镜10的光输入端口20处横向联接到插入管12。
参见图2和3，电子光导18包括主体112，所述主体容纳透镜114以及安装在印刷电路板上和定位于透镜114后面的LED 116。窗口144定位于透镜114前面，以保护透镜114并且允许来自LED 116的光从电子光导18发射到内窥镜10的光端口。应当认识到，LED 116、透镜114和窗口140可以包装到单元146中，以形成离散的模块，所述离散的模块能够以本文所述的方式整合进电子光导18中。固体散热器118邻近LED 116定位，用于除去LED 116启用和向后延伸出主体112时产生的热量。固体散热器118可以是铜质主体，并且可以包括用于改善累积热量的散布的鳍片。可以使用金属环氧树脂(诸如银环氧树脂)将固体散热器118粘附到LED 116，以促进热量从LED 116的转移。柔性散热器120(诸如编织铜网)通过多个带夹122和124中的一个直接附接到刚性散热器118。电缆126在柔性散热器120内延伸，并且包括用于为LED 116供电的一对导线128和130。导线128和130延伸通过固体散热器118，并且分别通过一对相应的绝缘套132和134与固体散热器绝缘。热收缩件136可以定位在柔性散热器120的中间部分上，以保持编织网的压缩状态。用于提供应力释放的防护罩138定位于部件以及主体112的至少一部分上，并且通过附接在主体112的前端上从而与防护罩138接合的环140保持在适当位置。配件142可以定位于主体112的前端内部，以便使电子光导18与内窥镜10的光端口20选择性地联接和解联接。O形环148可以包括在各个位置中，以便在使用期间密封电子光导18的内部部件以防止进入，并且在使用后允许对电子光导18进行灭菌。
虽然柔性散热器120优选地是编织金属丝网，但是本发明包括其他方法，这些方法提供必要的柔性并且沿着电子光导18的长度的一部分向下传热。参见图4，例如，柔性散热器150可以包括联接至刚性散热器118的柔性轴152。柔性轴152可以通过激光切割由导热材料(诸如金属)形成的实心管来形成，以根据预定图案154从轴152除去材料，所述预定图案将允许轴152在三个维度上挠曲。轴152的一个端部联接至刚性散热器118，以便从LED 116吸走热量，同时允许经由轴152的挠曲的内窥镜10运动。
参见图5，根据本发明的柔性散热器200可以包括中央电缆202，所述中央电缆被多种导热材料204围绕，所述导热材料被放置成与刚性散热器118接触。
参见图6，根据本发明的柔性散热器500可以包括围绕用于刚性散热器118的电气线路504的编织护套502。编织护套502由一种或多种导热材料形成。编织护套502被放置成与刚性散热器118接触以从中移除热量。
参见图7，根据本发明的柔性散热器600可以包括围绕用于刚性散热器118的电气线路的编织护套602。一系列滚珠604被紧密填充在编织护套602内。编织护套602和滚珠604由一种或多种导热材料(诸如金属)形成。编织护套602被放置成与刚性散热器118接触，以利用提供另外的集热器的滚珠604从中移除热量。
参见图8，根据本发明的柔性散热器700可以包括由一系列部件704形成的连接件702，所述一系列部件通过偏置元件706(诸如弹簧)紧密地压缩在一起。当使用包括散热器700和刚性散热器118的内窥镜时，部件704的紧密压缩允许热量的迅速传输和柔性运动。
参见图9，根据本发明的柔性散热器800可以包括围绕用于刚性散热器118的电气线路的柔性护套802。一系列滚珠804被紧密填充在柔性护套802内。柔性护套802和滚珠804由一种或多种导热材料形成。柔性护套602被放置成使得滚珠604与刚性散热器118接触以从中移除热量。滚珠804可以像沙粒一样小(在.0625毫米和2.00毫米之间)或更大，诸如滚珠轴承。

Claims (26)

1.一种用于内窥镜的柔性电子光导，所述柔性电子光导包括
支撑发光二极管的壳体，其中，在所述壳体内所述发光二极管定位于透镜后面并且窗口定位于所述透镜前面以形成离散的模块；
联接到所述发光二极管的电力电缆；以及
柔性管，所述柔性管邻近所述发光二极管并且围绕所述电力电缆延伸，以将热量从所述发光二极管分流出去。
2.如权利要求1所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括实心金属管，所述实心金属管根据预定图案来打孔，以允许所述实心金属管成为柔性的。
3.如权利要求1所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括编织线护套。
4.如权利要求3所述的柔性电子光导，其中所述编织线护套包封彼此接触的多个金属滚珠。
5.如权利要求3所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括多种金属。
6.如权利要求1所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括中空管，并且所述柔性电子光导还包括：风扇，所述风扇联接到所述管的一端；以及歧管，所述歧管联接到所述管的另一端并且围绕所述发光二极管模块定位。
7.如权利要求6所述的柔性电子光导，其中所述歧管包括限定一系列开口的正面。
8.如权利要求7所述的柔性电子光导，其中所述风扇定位于所述柔性管附接到的基座单元内。
9.如权利要求1所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括联接至流体贮存器的中空管。
10.如权利要求9所述的柔性电子光导，其中所述中空管包括至少一个阀，所述阀被构造为仅允许流体沿一个预定方向流动。
11.如权利要求1所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括由一系列部件形成的连接件，所述部件通过弹簧保持彼此接触。
12.如权利要求1所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括填充有多个金属滚珠的中空管。
13.如权利要求12所述的柔性电子光导，其中所述多个金属滚珠的直径在.0625毫米和2.00毫米之间。
14.一种用于内窥镜的柔性电子光导，所述柔性电子光导包括
支撑发光二极管的壳体；
联接到所述发光二极管的电力电缆；以及
柔性管，所述柔性管邻近所述发光二极管并且围绕所述电力电缆延伸，以将热量从所述发光二极管分流出去，
其中，所述柔性电子光导能够与所述内窥镜的光端口选择性地联接和解联接。
15.如权利要求14所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括实心金属管，所述实心金属管根据预定图案来打孔，以允许所述实心金属管成为柔性的。
16.如权利要求14所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括编织线护套。
17.如权利要求16所述的柔性电子光导，其中所述编织线护套包封彼此接触的多个金属滚珠。
18.如权利要求16所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括多种金属。
19.如权利要求14所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括中空管，并且所述柔性电子光导还包括：风扇，所述风扇联接到所述管的一端；以及歧管，所述歧管联接到所述管的另一端并且围绕所述发光二极管模块定位。
20.如权利要求19所述的柔性电子光导，其中所述歧管包括限定一系列开口的正面。
21.如权利要求20所述的柔性电子光导，其中所述风扇定位于所述柔性管附接到的基座单元内。
22.如权利要求14所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括联接至流体贮存器的中空管。
23.如权利要求22所述的柔性电子光导，其中所述中空管包括至少一个阀，所述阀被构造为仅允许流体沿一个预定方向流动。
24.如权利要求14所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括由一系列部件形成的连接件，所述部件通过弹簧保持彼此接触。
25.如权利要求14所述的柔性电子光导，其中所述柔性管包括填充有多个金属滚珠的中空管。
26.如权利要求25所述的柔性电子光导，其中所述多个金属滚珠的直径在.0625毫米和2.00毫米之间。
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