RU2559860C1 - Light-emitting diode based endoscopic illumination device - Google Patents
Light-emitting diode based endoscopic illumination device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559860C1 RU2559860C1 RU2014130716/14A RU2014130716A RU2559860C1 RU 2559860 C1 RU2559860 C1 RU 2559860C1 RU 2014130716/14 A RU2014130716/14 A RU 2014130716/14A RU 2014130716 A RU2014130716 A RU 2014130716A RU 2559860 C1 RU2559860 C1 RU 2559860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- connector
- emitting diode
- led
- heating unit
- Prior art date
Links
- 238000005286 illumination Methods 0.000 title abstract description 10
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012053 enzymatic serum creatinine assay Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение относится к осветительной технике и может быть использовано при работе с эндоскопами для освещения внутренних органов и полостей при эндоскопических исследованиях.The claimed technical solution relates to lighting equipment and can be used when working with endoscopes to illuminate internal organs and cavities during endoscopic examinations.
Свет играет важную роль в процессе диагностики, поскольку от его качества зависит достоверность полученных во время исследования данных и успешность эндоскопических вмешательств. Главное требование к источнику света - он должен быть достаточно ярким и не искажать естественный цвет исследуемого объекта. В связи с этим осветительные устройства, как правило, содержат источник света и оптически связанный с ним волоконнооптический жгут, передающий свет от источника излучения к эндоскопу, который в свою очередь освещает заданную зону обследования.Light plays an important role in the diagnostic process, since the reliability of the data obtained during the study and the success of endoscopic interventions depend on its quality. The main requirement for a light source is that it should be bright enough and not distort the natural color of the object under study. In this regard, lighting devices, as a rule, contain a light source and a fiber optic bundle optically connected with it, transmitting light from a radiation source to an endoscope, which in turn illuminates a given examination area.
В качестве источников светового излучения в эндоскопах на протяжении многих лет использовались лампы, например, галогенные и ксеноновые, мощность которых составляет 100-300 Вт.For many years, lamps, for example, halogen and xenon lamps, whose power is 100-300 watts, have been used as sources of light radiation in endoscopes.
Основным недостатком ламповых источников света является необходимость собирать и фокусировать световой поток с помощью оптической системы (конденсора) на входном торце осветительного жгута, теряя при этом большое количество энергии.The main disadvantage of tube light sources is the need to collect and focus the light flux using an optical system (condenser) at the input end of the lighting cable, while losing a large amount of energy.
Для согласования апертуры осветительного волокна, у которого апертура больше 80°, с осветительным кабелем с апертурой менее 60° используется фокон, на котором также теряется большое количество энергии.To match the aperture of the lighting fiber, whose aperture is greater than 80 °, with a lighting cable with an aperture of less than 60 °, a focus is used on which a large amount of energy is also lost.
В настоящее время разработаны осветительные устройства для эндоскопов, построенные на основе светодиодов, расположенных вблизи осветительного волокна эндоскопа. Такая конструкция устройства позволяет значительно снизить потери энергии при передаче светового потока от осветителя к эндоскопу.Currently developed lighting devices for endoscopes, built on the basis of LEDs located near the illuminating fiber of the endoscope. This design of the device can significantly reduce energy loss during transmission of the light flux from the illuminator to the endoscope.
Однако при использовании в осветительных устройствах сверхмощных светодиодов, с мощностью более 3 Вт, возникает чрезмерный нагрев корпусов, в которых они установлены.However, when using heavy-duty LEDs in lighting devices with a power of more than 3 W, there is excessive heating of the cases in which they are installed.
Известно осветительное устройство (патент РФ на полезную модель №110817, опубл. 27.11.2011), содержащее установленный в корпусе источник света в виде кристалла мощного светодиода и светопроводящий волоконный жгут из высокоапертурного оптического волокна, имеющий плоский перпендикулярный волокнам конец. При этом торец волоконного жгута расположен в непосредственной близости к излучающей поверхности кристалла. Проксимальный конец волоконного жгута заключен в жесткую обойму. Для отвода тепла, выделяемого светодиодом при свечении, корпус устройства выполнен из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например из алюминия. Однако выполнение корпуса из алюминия не позволяет использовать сверхмощные светодиоды, так как в этом случае корпус устройства будет сильно нагреваться, что в свою очередь приведет к снижению яркости свечения и деградации структуры кристалла, а также может привести к ожогу оператора и (или) пациента.A lighting device is known (RF patent for utility model No. 110817, publ. 11/27/2011) containing a light source installed in the housing in the form of a crystal of a powerful LED and a light-conducting fiber bundle made of high-aperture optical fiber having a flat end perpendicular to the fibers. The end of the fiber bundle is located in close proximity to the radiating surface of the crystal. The proximal end of the fiber bundle is enclosed in a rigid clip. To remove the heat generated by the LED during the glow, the device casing is made of a material with a high coefficient of thermal conductivity, for example, aluminum. However, the execution of the aluminum housing does not allow the use of heavy-duty LEDs, since in this case the device housing will become very hot, which in turn will lead to a decrease in the brightness and degradation of the crystal structure, and can also lead to burns to the operator and (or) the patient.
В эндоскопе со встроенным светодиодным источником света (патент РФ по полезную модель №105569, опубл. 20.06.2011) за счет размещения на корпусе эндоскопа датчиков температуры, организации управления питанием светодиодных излучателей в соответствии с температурой датчиков, достигается защита светодиода от перегрева. В процессе работы в зависимости от показателей датчиков температуры и от значения максимально допустимой температуры светодиодного источника света блок управления питанием светодиодного источника света эндоскопа осуществляет автоматическое понижение или повышение силы тока светодиодного источника света с целью удержания температуры корпуса эндоскопа. Однако во время изменения силы тока происходит изменение уровня освещенности и, следовательно, ухудшается качество работы всего эндоскопа. Использование встроенного источника света усложняет процесс стерилизации эндоскопа в целом, а также сильно удорожает эндоскоп.In an endoscope with an integrated LED light source (RF patent for utility model No. 1055569, publ. 06/20/2011) by placing temperature sensors on the endoscope body, organizing power management of the LED emitters in accordance with the temperature of the sensors, the LED is protected from overheating. During operation, depending on the temperature sensors and the value of the maximum allowable temperature of the LED light source, the power control unit of the LED light source of the endoscope automatically lowers or increases the current strength of the LED light source in order to maintain the temperature of the endoscope body. However, during a change in amperage, a change in the level of illumination occurs and, therefore, the quality of the entire endoscope is deteriorated. Using an integrated light source complicates the sterilization process of the endoscope as a whole, and also greatly increases the cost of the endoscope.
Известен универсальный светодиодный осветитель «МИХОС» разработанный фирмой ООО «НПО Эталов», расположенной в г. Екатеринбурге (http://www.etalon66.ru/catalog/0/24/93), который за счет использования коннекторов системы Storz/ Storz позволяет подключить его непосредственно к эндоскопам различных конструкций. Данное осветительное устройство выбрано в качестве прототипа, так как является наиболее близким к заявляемому техническому решению.The well-known universal LED illuminator MIKhOS was developed by NPO Etalov LLC, located in Yekaterinburg (http://www.etalon66.ru/catalog/0/24/93), which, through the use of Storz / Storz system connectors, allows connect it directly to endoscopes of various designs. This lighting device is selected as a prototype, as it is closest to the claimed technical solution.
Осветительное устройство состоит из корпуса, внутри которого расположен светодиод. На дистальном конце корпуса расположен коннектор, предназначенный для подключения к эндоскопу, а к проксимальному концу корпуса подключен кабель электропитания.The lighting device consists of a housing, inside of which there is an LED. A connector is provided at the distal end of the housing for connection to an endoscope, and a power cable is connected to the proximal end of the housing.
Данная конструкция не позволяет в достаточной мере отводить тепло от корпуса осветительного устройства. В связи с этим можно использовать только светодиод малой мощности, который не может обеспечить максимальный уровень освещенности объектаThis design does not allow sufficient heat to be removed from the housing of the lighting device. In this regard, you can use only a low power LED, which cannot provide the maximum level of illumination of the object
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является отвод тепла от корпуса светодиодного осветительного устройства при постоянной максимальной освещенности.The task to which the claimed technical solution is directed is to remove heat from the housing of the LED lighting device at constant maximum illumination.
Техническим результатом, на получение которого направлено заявляемое техническое решение, является получение постоянного максимального уровня освещенности и повышение безопасности эксплуатации осветительного устройства.The technical result, to which the claimed technical solution is directed, is to obtain a constant maximum level of illumination and increase the safety of operation of the lighting device.
Для получения указанного технического результата светодиодное осветительное устройство для эндоскопов выполнено в виде корпуса, внутри которого размещен источник света, выполненный в виде светодиода, на дистальном конце корпуса расположен коннектор, предназначенный для подключения к эндоскопу, внутри корпуса размещен радиатор, в теле которого выполнены каналы, при этом между радиатором и корпусом со стороны дистальной части корпуса образуется зазор, предназначенный для прохождения воздуха по каналам радиатора, светодиод установлен на дистальном конце радиатора, в непосредственной близости к внутренней поверхности коннектора, предназначенного для подключения эндоскопа, через тело радиатора проходит электрический кабель, предназначенный для подключения светодиода к кабелю электропитания непосредственно или через разъем, установленный в коннекторе, расположенном на проксимальном конце корпуса и предназначенном для подключения системы подачи или отвода воздуха.To obtain the technical result, the LED lighting device for endoscopes is made in the form of a housing, inside of which there is a light source made in the form of an LED, at the distal end of the housing there is a connector designed to connect to the endoscope, a radiator is placed inside the housing, channels are made in its body, at the same time, a gap is formed between the radiator and the casing from the side of the distal part of the casing, designed for air to pass through the radiator channels, the LED is installed at the distal end of the radiator, in close proximity to the inner surface of the connector for connecting the endoscope, an electric cable passes through the radiator body to connect the LED to the power cable directly or through the connector installed in the connector located on the proximal end of the case and designed to connect air supply or exhaust systems.
Для снижения теплопроводности корпус может быть выполнен в защитном кожухе.To reduce thermal conductivity, the housing can be made in a protective casing.
Сущность заявляемого изобретения поясняется на фиг. 1, где представлена конструкция светодиодного осветительного устройства для эндоскопов.The essence of the claimed invention is illustrated in FIG. 1, which shows the design of an LED lighting device for endoscopes.
Светодиодное осветительное устройство для эндоскопов (фиг. 1) состоит из корпуса 1, радиатора 2, источника света, выполненного в виде светодиода 3, коннектора 4, предназначенного для подключения к эндоскопу, коннектора 5, предназначенного для подключения системы подачи или отвода воздуха. В теле радиатора 2 выполнены каналы 6. Между радиатором 2 и корпусом 1 образуется зазор 7, предназначенный для прохождения воздуха по каналам 6 радиатора 2. Через тело радиатора 2 проходит электрический кабель 8 от светодиода 3 к разъему электропитания, установленному в коннекторе 5. Светодиод 3 может быть подключен непосредственно к кабелю электропитания без использования разъема (не показано). Корпус 1 может быть покрыт защитным кожухом 9.The LED lighting device for endoscopes (Fig. 1) consists of a housing 1, a radiator 2, a light source made in the form of an LED 3, a connector 4 for connecting to an endoscope, a connector 5 for connecting an air supply or exhaust system. Channels 6 are made in the body of radiator 2. A gap 7 is formed between the radiator 2 and the housing 1, which is designed to allow air to pass through the channels 6 of the radiator 2. An electric cable 8 passes from the radiator 2 body from the LED 3 to the power connector installed in the connector 5. LED 3 can be connected directly to the power cable without using a connector (not shown). The housing 1 may be covered with a protective casing 9.
В качестве источника света используется кристалл светодиода CREE XML-T5 мощностью 10 Вт. Кристалл представляет собой квадрат со стороной 2 мм, размещенный на штатной подложке, содержащей две токопроводящие дорожки с выводами на их концах для соединения с кабелем электропитания.As a light source, a 10 W CREE XML-T5 LED crystal is used. The crystal is a square with a side of 2 mm, placed on a standard substrate containing two conductive tracks with leads at their ends for connection to a power cable.
Осветительное устройство присоединяется непосредственно к разъему эндоскопа посредством резьбового соединения, расположенного на коннекторе 4.The lighting device is connected directly to the endoscope connector by means of a threaded connection located on the connector 4.
В связи с тем, что источник света 3 расположен в непосредственной близости к внутренней поверхности коннектора 4, предназначенного для подключения эндоскопа, значительно повышается освещенность объекта, особенно если в эндоскопе в качестве осветительного волокна используется высокоаппертурное волокно, с апертурой более 90°.Due to the fact that the light source 3 is located in close proximity to the inner surface of the connector 4, intended for connecting an endoscope, the illumination of the object is significantly increased, especially if a high aperture fiber with an aperture of more than 90 ° is used as an illuminating fiber.
Для отвода тепла в качестве системы охлаждения в данном техническом решении используется обдув ребер радиатора потоками воздуха, который поступает в корпус через коннектор, подключенный с помощью гибкого шланга к системе подачи или отвода воздуха и выходит (или забирается) через зазор 7 в дистальной части между корпусом и радиатором. В качестве системы подачи или отвода воздуха может быть использован воздушный компрессор или отсос.To remove heat as a cooling system, this technical solution uses airflow to blow through the radiator fins, which enters the housing through a connector connected to the air supply or exhaust system with a flexible hose and exits (or gets) through the gap 7 in the distal part between the housing and a radiator. An air compressor or suction can be used as the air supply or exhaust system.
Для снижения теплопроводности корпуса 1 он может быть выполнен в защитном кожухе 9, изготовленном из нетеплопроводящего материала, например, пластмассы.To reduce the thermal conductivity of the housing 1, it can be made in a protective casing 9 made of non-conductive material, for example, plastic.
Постоянное охлаждение корпуса устройства обеспечивает бесперебойную работу осветительного устройства с постоянной максимальной освещенностью, а также позволяет повысить безопасность работы оператора в процессе проведения эндоскопических исследований, так как теперь эндоскоп можно удерживать в руке длительное время, не ощущая дискомфорта от нагрева корпуса даже при максимальной мощности используемого светодиода.Constant cooling of the device casing ensures uninterrupted operation of the lighting device with constant maximum illumination, and also improves the safety of the operator during endoscopic examinations, since now you can hold the endoscope in your hand for a long time without feeling discomfort from heating the casing even at the maximum power of the LED used .
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014130716/14A RU2559860C1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Light-emitting diode based endoscopic illumination device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014130716/14A RU2559860C1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Light-emitting diode based endoscopic illumination device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2559860C1 true RU2559860C1 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014130716/14A RU2559860C1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Light-emitting diode based endoscopic illumination device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2559860C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194150U1 (en) * | 2019-06-06 | 2019-11-29 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "КВАРЦ" | LIGHT FOR ENDOSCOPES |
| CN112074223A (en) * | 2018-05-09 | 2020-12-11 | 康曼德公司 | Flexible light guide and heat sink for endoscopic system |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6374025B1 (en) * | 1998-07-16 | 2002-04-16 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Lightguide connector joint in an endoscopic system |
| RU2394614C2 (en) * | 2004-12-30 | 2010-07-20 | Лайт Сайенсиз Онколоджи, Инк. | Medical device using flexible illuminating constructions and method of its production |
| US8323181B2 (en) * | 2011-02-17 | 2012-12-04 | Apurba Mukherjee | Endoscope with variable incident light and laser source platform |
| WO2013043734A1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | San Marino Capital, Inc. | Endoscope connector method and apparatus |
| RU2491014C2 (en) * | 2007-11-16 | 2013-08-27 | Байосенс Уэбстер, Инк. | Catheter with omnidirectional optic tip, possessing isolated optical paths |
| RU146973U1 (en) * | 2014-07-24 | 2014-11-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Айсберг" | LED LIGHTING DEVICE FOR ENDOSCOPES |
-
2014
- 2014-07-24 RU RU2014130716/14A patent/RU2559860C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6374025B1 (en) * | 1998-07-16 | 2002-04-16 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Lightguide connector joint in an endoscopic system |
| RU2394614C2 (en) * | 2004-12-30 | 2010-07-20 | Лайт Сайенсиз Онколоджи, Инк. | Medical device using flexible illuminating constructions and method of its production |
| RU2491014C2 (en) * | 2007-11-16 | 2013-08-27 | Байосенс Уэбстер, Инк. | Catheter with omnidirectional optic tip, possessing isolated optical paths |
| US8323181B2 (en) * | 2011-02-17 | 2012-12-04 | Apurba Mukherjee | Endoscope with variable incident light and laser source platform |
| WO2013043734A1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | San Marino Capital, Inc. | Endoscope connector method and apparatus |
| RU146973U1 (en) * | 2014-07-24 | 2014-11-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Айсберг" | LED LIGHTING DEVICE FOR ENDOSCOPES |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112074223A (en) * | 2018-05-09 | 2020-12-11 | 康曼德公司 | Flexible light guide and heat sink for endoscopic system |
| RU194150U1 (en) * | 2019-06-06 | 2019-11-29 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "КВАРЦ" | LIGHT FOR ENDOSCOPES |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101357060B (en) | Endoscope | |
| CN102783935B (en) | Portable electronic cystoscope | |
| CN101518436B (en) | Endoscope and medical system | |
| EP2941175B1 (en) | Integral liquid cooled led light source for endoscopy and single irrigation/suction and power supply tubing | |
| US7490967B2 (en) | Solid state light source including cooling system | |
| CN104107025B (en) | Endoscope with rigid curved axle and the method for producing the endoscope | |
| GB2505463A (en) | Transparent retractor with light | |
| US10500011B2 (en) | Illumination device for illuminating a body cavity in a surgical space | |
| JP4391772B2 (en) | Endoscope | |
| JPH07147103A (en) | Light emitting equipment | |
| CN102333475A (en) | Illumination unit, an endoscope with the illumination unit, and an illumination probe with the illumination unit that can be inserted through the channel of the endoscope | |
| US9468365B2 (en) | Compact light source | |
| RU2559860C1 (en) | Light-emitting diode based endoscopic illumination device | |
| RU146973U1 (en) | LED LIGHTING DEVICE FOR ENDOSCOPES | |
| RU105569U1 (en) | ENDOSCOPE WITH INTEGRATED LED LIGHT SOURCE AND ITS POWER SUPPLY UNIT | |
| CN203555714U (en) | Endoscope with preposed lighting light source | |
| KR101061797B1 (en) | Endoscope lighting chiller | |
| KR102390424B1 (en) | Optical source module for Lighting of Catheter | |
| KR102705637B1 (en) | Flexible light guide and heat sink for endoscopic systems | |
| CN207186604U (en) | A Multispectral Switching Fiber-optic Illuminated Laryngoscope | |
| TWI539112B (en) | Cooling of integrated led lights and micro camera for minimally invasive surgeries | |
| JP5665199B2 (en) | Endoscope with LED assembly | |
| CN215128389U (en) | A kind of laparoscopy | |
| RU112338U1 (en) | LIGHTING DEVICE | |
| RU110817U1 (en) | LIGHTING DEVICE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170725 |