Entwicklung und Aufbau eines medizinischen Videoendoskops mit integrierten LED-Lichtquellen
type: CreativeWork
description: Bei minimal-invasiven Eingriffen treten nur geringe Gewebeschäden auf, wodurch das physische Trauma deutlich verringert wird. Zudem sinkt die Gefahr der Wundinfektionen, und der Wegfall großer Narben verbessert das kosmetische Ergebnis. Zur visuellen Inspektion des Körperinneren werden hochentwickelte Endoskope eingesetzt, wobei die Beleuchtung nach wie vor über externe Kaltlichtquellen, in der Regel mit Xenon- oder Halogenlampen, erfolgt. Dabei beeinträchtigt das unhandliche und schwere Glasfaserkabel, welches das Licht zum Operationssitus transportiert, erheblich die Arbeit mit dem medizinischen System. Weiterhin stört die Geräuschentwicklung der Lüfter in den Kaltlichtquellen zur Abfuhr der thermischen Verlustleistung den Bediener. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Integration weißer High-Power-Leuchtdioden (LEDs) in das Endoskop. Der Lichtstrom sowie die Lichtausbeute nahm durch Neuentwicklungen von LEDs in den letzten Jahren erheblich zu, so dass sich bei ihrem Betrieb in einem Endoskop die zulässigen Temperaturen für ein Medizinprodukt einhalten lassen, wobei die Beleuchtungsstärke im Objektbereich den Werten von konventionellen Endoskopen entspricht. Nach Erläuterungen zum Stand der Technik wird zunächst der optimale Einbauort der Leuchtdioden im Endoskop ermittelt. Prinzipiell ist sowohl die Lokalisation im Endoskopgriff als auch im distalen Schaftende möglich. Bei der Montage der LEDs im Griff muss das Licht über Lichtleiter zum Operationssitus transportiert werden. Aufgrund der Abstrahlcharakteristik der LEDs und der beschränkten Akzeptanz eines Lichtwellenleiters treten jedoch bei der Lichteinkopplung erhebliche Verluste auf, wobei sich herausstellt, dass auch der Einsatz weiterer optischer Elemente keine Verbesserung des Einkoppelgrads bewirkt. Dies lässt sich anhand von Phasenraumbetrachtungen der Emittanz der Leuchtdioden und der Akzeptanz der Lichtleiter analytisch angenähert berechnen und anschaulich darstellen sowie präzise mit Raytrace-Rechnunge…
abstract: Bei minimal-invasiven Eingriffen treten nur geringe Gewebeschäden auf, wodurch das physische Trauma deutlich verringert wird. Zudem sinkt die Gefahr der Wundinfektionen, und der Wegfall großer Narben verbessert das kosmetische Ergebnis. Zur visuellen Inspektion des Körperinneren werden hochentwickelte Endoskope eingesetzt, wobei die Beleuchtung nach wie vor über externe Kaltlichtquellen, in der Regel mit Xenon- oder Halogenlampen, erfolgt. Dabei beeinträchtigt das unhandliche und schwere Glasfaserkabel, welches das Licht zum Operationssitus transportiert, erheblich die Arbeit mit dem medizinischen System. Weiterhin stört die Geräuschentwicklung der Lüfter in den Kaltlichtquellen zur Abfuhr der thermischen Verlustleistung den Bediener. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Integration weißer High-Power-Leuchtdioden (LEDs) in das Endoskop. Der Lichtstrom sowie die Lichtausbeute nahm durch Neuentwicklungen von LEDs in den letzten Jahren erheblich zu, so dass sich bei ihrem Betrieb in einem Endoskop die zulässigen Temperaturen für ein Medizinprodukt einhalten lassen, wobei die Beleuchtungsstärke im Objektbereich den Werten von konventionellen Endoskopen entspricht. Nach Erläuterungen zum Stand der Technik wird zunächst der optimale Einbauort der Leuchtdioden im Endoskop ermittelt. Prinzipiell ist sowohl die Lokalisation im Endoskopgriff als auch im distalen Schaftende möglich. Bei der Montage der LEDs im Griff muss das Licht über Lichtleiter zum Operationssitus transportiert werden. Aufgrund der Abstrahlcharakteristik der LEDs und der beschränkten Akzeptanz eines Lichtwellenleiters treten jedoch bei der Lichteinkopplung erhebliche Verluste auf, wobei sich herausstellt, dass auch der Einsatz weiterer optischer Elemente keine Verbesserung des Einkoppelgrads bewirkt. Dies lässt sich anhand von Phasenraumbetrachtungen der Emittanz der Leuchtdioden und der Akzeptanz der Lichtleiter analytisch angenähert berechnen und anschaulich darstellen sowie präzise mit Raytrace-Rechnunge…
author: Brüggemann, Daniel
language: de
language: German
license: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
date published: 2014-01-23
date modified: 2026-07-27T21:28:42Z
provider: Technische Universität Berlin
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: Technische Universität Berlin

PropertyValue
property ID: DOI
value: 10.14279/depositonce-3929