DE112018002425T5

DE112018002425T5 - Vorrichtung und verfahren zum erhöhen der wärmeableitungskapazität eines medizinischen instruments

Info

Publication number: DE112018002425T5
Application number: DE112018002425.3T
Authority: DE
Inventors: Anqi Fan; Tiejun Hu
Original assignee: Intuitive Surgical Operations Inc
Current assignee: Intuitive Surgical Operations Inc
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2020-01-30
Also published as: JP2020519316A; CN110520029A; WO2018208834A2; JP7420556B2; US20230363631A1; US11744448B2; US12256902B2; WO2018208834A3; US20200077879A1

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Wärmeableitungskapazität. Eine Vorrichtung umfasst ein längliches Element, ein Gehäuse und eine Wärmepumpenvorrichtung. Das längliche Element hat ein distales Ende und ein proximales Ende. Das Gehäuse ist mit dem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt. Die Wärmepumpenvorrichtung ist zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse gekoppelt. Die Wärmepumpenvorrichtung ist zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse konfiguriert.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorzug der am 9. Mai 2017 eingereichten provisorischen US-Anmeldung 62/503,521 , die hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft medizinische Instrumente und insbesondere medizinische Instrumente, die Wärme erzeugen. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung Systeme und Verfahren zur Erhöhung der Wärmeableitungskapazität entlang eines medizinischen Instruments wie beispielsweise eines Endoskops.
HINTERGRUND
Minimal-invasive Bildgebungsinstrumente können zur visuellen Inspektion schwer zu erreichender oder kompakter Räume innerhalb der Anatomie eines Patienten verwendet werden. Ein Endoskop ist ein Beispiel für ein minimal-invasives Bildgebungsinstrument, das einen Schaft mit einer distalen Spitze beinhalten kann, die in den Körper des Patienten eingeführt werden kann. Ein Gehäuse kann mit dem anderen Ende des Schafts verbunden werden. Das Gehäuse kann beispielsweise verschiedene optische Komponenten und elektronische Komponenten enthalten, die es einem menschlichen Bediener ermöglichen, die an der distalen Spitze des Schafts aufgenommenen Bilder zu betrachten und/oder aufzuzeichnen. Das Endoskop kann den inspizierten anatomischen Bereich beleuchten.
Es kann wünschenswert sein, die Bildqualität und die Energieeffizienz des Bildgebungsinstruments zu verbessern, indem einige der optischen und elektronischen Komponenten in der Nähe der distalen Spitze des Schafts angeordnet werden. Bei bestehenden Systemen wurden diese Verbesserungen durch die Notwendigkeit eingeschränkt, eine anatomische Kontakttemperatur der distalen Spitze aufrechtzuerhalten, die unter einer maximalen Kontakttemperatur liegt, die typischerweise durch Sicherheitsvorschriften festgelegt ist. Die maximale Kontakttemperatur kann beispielsweise die höchste Temperatur sein, bei der die distale Spitze sicher in direkten Kontakt mit einem oder innerhalb eines ausgewählten Bereich(s) eines inneren Körperteils oder Patientengewebes kommen kann. So können verbesserte Systeme und Verfahren zum Halten der distalen Spitze auf einer Temperatur gleich oder niedriger als die maximale Kontakttemperatur gewünscht werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die folgenden Ansprüche zusammengefasst.
In einer illustrativen Ausgestaltung umfasst eine Vorrichtung ein längliches Element, ein Gehäuse und eine Wärmepumpenvorrichtung. Das längliche Element hat ein distales Ende und ein proximales Ende. Das Gehäuse ist mit dem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt. Die Wärmepumpenvorrichtung ist zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse gekoppelt. Die Wärmepumpenvorrichtung ist zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse konfiguriert.
In einer weiteren illustrativen Ausgestaltung umfasst eine Vorrichtung ein längliches Element, ein Gehäuse und eine Wärmepumpenvorrichtung. Das längliche Element hat ein distales Ende und ein proximales Ende. Das Gehäuse ist mit dem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt. Die Wärmepumpenvorrichtung ist mit dem länglichen Element und/oder dem Gehäuse gekoppelt. Die Wärmepumpenvorrichtung ist zum Ändern einer ersten Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements und zum Ändern einer zweiten Wärmeableitungskapazität des Gehäuses konfiguriert.
In noch einer weiteren illustrativen Ausgestaltung umfasst eine Vorrichtung ein längliches Element, ein Gehäuse und mehrere Wärmepumpenvorrichtungen. Das längliche Element hat ein distales Ende und ein proximales Ende. Das Gehäuse befindet sich in der Nähe des proximalen Endes des länglichen Elements. Jede der mehreren Wärmepumpenvorrichtungen befindet sich an einer entsprechenden Position von mehreren Positionen entlang eines Wärmepfads zwischen dem distalen Ende des länglichen Elements und dem Gehäuse. Die mehreren Wärmepumpenvorrichtungen übertragen Wärmeenergie, um eine erste Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements zu ändern und eine zweite Wärmeableitungskapazität des Gehäuses zu ändern.
In noch einer weiteren illustrativen Ausgestaltung wird ein Verfahren bereitgestellt. Wärmeenergie wird an einem distalen Ende eines länglichen Elements erzeugt. Die Wärmeenergie wird zwischen dem länglichen Element und einem Gehäuse übertragen, das mit einem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt ist, indem eine Wärmepumpenvorrichtung aktiviert wird, die thermisch zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse gekoppelt ist.
Es ist zu verstehen, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung exemplarischer und erklärender Natur sind und ein Verständnis der vorliegenden Offenbarung vermitteln sollen, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen. In diesem Zusammenhang werden zusätzliche Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung für die Fachperson aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich sein.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Offenbarung lassen sich am besten der folgenden detaillierten Beschreibung entnehmen, wenn sie mit den Begleitzeichnungen gelesen wird. Es wird betont, dass gemäß der in der Branche üblichen Praxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. In der Tat können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur besseren Übersichtlichkeit der Diskussion beliebig vergrößert oder verkleinert werden. Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung in den verschiedenen Beispielen Bezugsziffern und/oder -buchstaben wiederholen. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Klarheit und diktiert an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen Ausgestaltungen und/oder Konfigurationen.

1 ist eine Darstellung eines Bildgebungssystems gemäß einer illustrativen Ausgestaltung;
2 ist eine Darstellung einer schematischen Ansicht eines Bildgebungssystems gemäß einer illustrativen Ausgestaltung;
3 ist eine Darstellung eines Verfahrens zur Verbesserung der Wärmeableitungskapazität gemäß einer illustrativen Ausgestaltung;
4 ist eine Darstellung eines Verfahrens zur Verbesserung der Wärmeableitungskapazität gemäß einer illustrativen Ausgestaltung; und
5 ist ein Diagramm der Wärmeableitungskapazitäten von Spitze und Gehäuse gegenüber Temperaturen des länglichen Elements und des Gehäuses gemäß einer illustrativen Ausgestaltung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden spezifische Details dargelegt, die einige Ausgestaltungen im Einklang mit der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Es werden zahlreiche spezifische Details erläutert, um ein gründliches Verständnis der Ausgestaltungen zu vermitteln. Für die Fachperson wird es jedoch offensichtlich sein, dass einige Ausgestaltungen ohne einige oder alle diese spezifischen Details praktiziert werden können. Die hierin offenbarten spezifischen Ausgestaltungen sollen illustrativ, aber nicht begrenzend sein. Die Fachperson kann andere Elemente erkennen, die, obwohl sie hier nicht ausdrücklich beschrieben sind, innerhalb des Umfangs und Wesens der vorliegenden Offenbarung liegen. Darüber hinaus können zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen ein oder mehrere Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausgestaltung dargestellt und beschrieben werden, in andere Ausgestaltungen aufgenommen werden, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes beschrieben ist oder wenn die ein oder mehreren Merkmale eine Ausgestaltung funktionsunfähig machen würde(n). In einigen Fällen wurden bekannte Methoden, Verfahren, Komponenten und Schaltungen nicht im Detail beschrieben, um Aspekte der Ausgestaltungen nicht unnötig zu verdunkeln.
Die illustrativen Ausgestaltungen erkennen und berücksichtigen, dass es wünschenswert sein kann, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ableitung der durch den Betrieb von Komponenten am distalen Ende eines medizinischen Instruments, wie beispielsweise eines Endoskops, erzeugten Wärme zu haben. Die Wärme kann vom distalen Ende auf ein Gehäuse übertragen werden, das sich außerhalb des Körpers eines Patienten befindet. Die Wärme kann dann in die Umgebung um das Gehäuse herum abgegeben werden. Die illustrativen Ausgestaltungen erkennen, dass verschiedene Faktoren die Wärmeableitungskapazität am distalen Ende des Endoskops begrenzen können. Diese Faktoren können beispielsweise, ohne Begrenzung, die maximale Kontakttemperatur der distalen Spitze, die Umgebungstemperatur der Umgebung und die thermischen Widerstände der elektrischen und mechanischen Teile zwischen der distalen Spitze und dem Gehäuse beinhalten. Somit stellen die illustrativen Ausgestaltungen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erhöhen der Spitzenwärmeableitungskapazität und der Gehäusewärmeableitungskapazität im Zusammenhang mit diesen begrenzenden Faktoren bereit.
Die im Folgenden beschriebenen illustrativen Ausgestaltungen stellen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhöhen der Wärmeableitungskapazität in verschiedenen Bereichen von Interesse entlang eines medizinischen Bildgebungsinstruments, wie beispielsweise eines Endoskops, bereit. In einer illustrativen Ausgestaltung umfasst eine Vorrichtung ein längliches Element, ein Gehäuse und eine Wärmepumpenvorrichtung. Das längliche Element hat ein distales Ende und ein proximales Ende. Das Gehäuse ist mit dem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt. Die Wärmepumpenvorrichtung ist zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse gekoppelt. Die Wärmepumpenvorrichtung ist zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse konfiguriert. Diese Übertragung von Wärmeenergie kann die Wärmeableitungskapazitäten des distalen Endes und des Gehäuses beinhalten. Insbesondere kann es die Verwendung der Wärmepumpenvorrichtung zulassen, die Wärme vom distalen Ende durch das Gehäuse abzuleiten, ohne dass die Umgebungstemperatur geändert werden muss und ohne dass dem Endoskop unerwünschtes Gewicht oder Volumen hinzugefügt wird.
Weiterhin kann eine Erhöhung der Wärmeableitungskapazitäten am distalen Ende und am Gehäuse die Verwendung von wärmeerzeugenden Komponenten an oder nahe der Spitze ermöglichen, ohne dass eine Temperatur am distalen Ende die maximale Kontakttemperatur überschreitet. So können beispielsweise eine oder mehrere Beleuchtungskomponenten, eine oder mehrere elektronische Komponenten oder eine Kombination davon zu oder nahe einer Spitze am distalen Ende des Endoskops verlagert werden, um Bildqualität, Energieeffizienz und Robustheit des Endoskops zu verbessern. Insbesondere kann eine Bewegung dieser Komponenten in Richtung Spitze zur Vereinfachung der Optik und damit zur Reduzierung des Gesamtgewichts des Endoskops beitragen.
Unter Bezugnahme auf 1 der Zeichnungen wird ein Bildgebungssystem 100 gemäß einer illustrativen Ausgestaltung dargestellt. Das Bildgebungssystem 100 kann ein Instrument sein, mit dem verschiedene innere Körperteile und Hohlräume innerhalb der Anatomie eines Patienten visuell und medizinisch inspiziert werden können. Das Bildgebungssystem 100 kann beispielsweise die Form eines Endoskops annehmen, mit dem Ansichten der inneren Teile der Anatomie eines Patienten bereitgestellt werden.
In einer illustrativen Ausgestaltung beinhaltet das Bildgebungssystem 100 ein längliches Element 102, ein Gehäuse 106 und eine Wärmepumpenvorrichtung 108. Je nach Implementation kann das längliche Element 102 starr, flexibel, gelenkig, teilflexibel oder eine Kombination davon sein. Ferner kann das längliche Element 102 aus Metall, Kunststoff, einer Kombination aus beiden oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Als ein illustratives Beispiel kann das längliche Element 102 die Form eines Schafts mit einem oder mehreren inneren Durchgängen annehmen. Das längliche Element 102 kann einen Wärmewiderstand aufweisen, der ausgewählt wurde, um die Wärmeableitung zu verbessern.
Während eines medizinischen Verfahrens, bei dem das Bildgebungssystem 100 zur Visualisierung einer inneren Patientenanatomie verwendet wird, kann ein Teil des länglichen Elements 102 in die Anatomie des Patienten eingeführt werden, während ein anderer Teil des länglichen Elements 102 außerhalb der Anatomie des Patienten gehalten werden kann. So kann sich beispielsweise, ohne Begrenzung, ein erster Abschnitt 110 des länglichen Elements 102 innerhalb der Anatomie des Patienten befinden, während sich ein zweiter Abschnitt 112 außerhalb der Anatomie des Patienten befinden kann.
Das längliche Element 102 hat ein distales Ende 114 und ein proximales Ende 116. Eine distale Spitze 104 des Schafts befindet sich am distalen Ende 114. In einer illustrativen Ausgestaltung kann die Spitze 104 ein integraler Bestandteil des länglichen Elements 102 sein. In anderen illustrativen Ausgestaltungen kann die Spitze 104 ein separates Teil sein, das mit dem länglichen Element 102 gekoppelt ist.
Das Gehäuse 106 befindet sich nahe dem proximalen Ende 116 des länglichen Elements 102. In dieser illustrativen Ausgestaltung kann das Gehäuse 106 indirekt über die Wärmepumpenvorrichtung 108 mit dem proximalen Ende 116 des länglichen Elements 102 gekoppelt werden. Das Gehäuse 106 kann beliebig viele verschiedene Komponenten enthalten. So kann beispielsweise das Gehäuse 106, ohne Begrenzung, ein oder mehrere optische Elemente enthalten, die es einem menschlichen Bediener ermöglichen, am distalen Ende 114 des Bildgebungssystems 100 aufgenommene Bilder zu betrachten. Diese optischen Komponenten können beispielsweise, ohne Begrenzung, einen oder mehrere Spiegel, eine oder mehrere Linsen, eine oder mehrere andere optische Komponenten oder eine Kombination derselben beinhalten. Je nach Implemantation kann das Gehäuse 106 zusätzliche Komponenten enthalten.
Ferner kann das Gehäuse 106 aus einem oder mehreren Materialien bestehen, die zur Verbesserung der Wärmeableitung ausgewählt wurden. In einer illustrativen Ausgestaltung besteht das Gehäuse 106 aus Aluminium.
Das Bildgebungssystem 100 beinhaltet auch eine Komponente 117, die sich am distalen Ende 114 befindet. Die Komponente 117 kann Wärmeenergie erzeugen, die bewirkt, dass die Temperatur des distalen Endes 114 ansteigt. In einigen illustrativen Ausgestaltungen hat die Komponente 117 die Form einer Leuchtdiode (LED) oder einer anderen Art von gespeister Lichtquelle oder Beleuchtungsquelle, die Wärmeenergie erzeugt. In weiteren illustrativen Ausgestaltungen kann die Komponente 117 eine angetriebene elektronische Komponente sein, wie beispielsweise ein Sensor oder ein Signalsender, der Wärmeenergie erzeugt. In alternativen Ausgestaltungen, bei denen auf die Wärmeenergie erzeugende Komponente 117 verzichtet wird, können die hierin beschriebenen Wärmeableitungssysteme auch zum Ableiten von Körperwärme oder zum anderweitigen Kühlen des distalen Endes 114 verwendet werden.
Das distale Ende 114, und damit die Spitze 104, hat eine maximale Kontakttemperatur (Tc), die als sicher gilt, wenn das distale Ende 114 in direkten Kontakt mit einem oder innerhalb eines ausgewählten Bereich(s) eines inneren Körperteils oder Patientengewebes kommt. In einem illustrativen Beispiel kann dieser ausgewählte Bereich zwischen etwa 2 Millimetern und etwa 10 Millimetern liegen. Die maximale Kontakttemperatur für das distale Ende 114 kann durch Sicherheitsnormen geregelt werden. Als ein illustratives Beispiel kann die maximale Kontakttemperatur ein Wert zwischen etwa 40 Grad Celsius und 45 Grad Celsius sein. In anderen illustrativen Beispielen kann die maximale Kontakttemperatur ein Wert zwischen etwa 40 Grad Celsius und etwa 50 Grad Celsius sein. Dementsprechend kann es erforderlich sein, die Temperatur des distalen Endes 114 zu regeln, um sicherzustellen, dass das distale Ende 114 keine Temperatur über der maximalen Kontakttemperatur erreicht.
In dieser Ausgestaltung kann die Temperatur des distalen Endes 114 geregelt werden, indem die von der Komponente 117 erzeugte Wärmeenergie entlang eines Hauptwärmepfades von der Spitze 104 in eine umliegende Umgebung 118 um das Gehäuse 106 abgeleitet wird. Als ein illustratives Beispiel kann die Wärme von der Spitze 104 am distalen Ende 114 entlang des länglichen Elements 102 übertragen, dann auf das Gehäuse 106 verteilt und schließlich aus dem Gehäuse 106 in die umliegende Umgebung 118 abgeleitet werden.
Die umliegende Umgebung 118 kann eine Umgebungstemperatur (T_A) aufweisen. In einigen Fällen kann die Umgebungstemperatur variabel sein. So kann beispielsweise die umliegende Umgebung 118, ohne Begrenzung, ein Operationssaal in einem Krankenhaus oder einer Klinik sein. In einigen Fällen kann der Operationssaal auf einer Temperatur zwischen etwa 18 Grad Celsius und 23 Grad Celsius gehalten werden. Je nach Art der umliegenden Umgebung 118 kann die Umgebungstemperatur auf einem Wert zwischen etwa 18 Grad Celsius und etwa 28 Grad Celsius gehalten werden.
Der Hauptwärmepfad weist eine Gesamtsystemtemperaturdifferenz (ΔT_O) auf, die durch die maximale Kontakttemperatur (T_C) für das distale Ende 114 und die Umgebungstemperatur (T_A) der umliegenden Umgebung 118 begrenzt ist. Wenn beispielsweise die maximale Kontakttemperatur zwischen etwa 40 Grad Celsius und 45 Grad Celsius und die Umgebungstemperatur zwischen etwa 23 Grad Celsius und 26 Grad Celsius liegt, dann kann die Gesamtsystemtemperaturdifferenz zwischen etwa 16 Grad Celsius und 20 Grad Celsius liegen.
Die Wärmepumpenvorrichtung 108 beschleunigt die Wärmeübertragung entlang des Hauptwärmepfads. In dieser Ausgestaltung ist die Wärmepumpenvorrichtung 108 zwischen dem länglichen Element 102 und dem Gehäuse 106 angeordnet. Spezifischer kann die Wärmepumpenvorrichtung 108 mit dem proximalen Ende 116 des länglichen Elements 102 auf einer Seite der Wärmepumpenvorrichtung 108 und mit einer distalen Seite 107 des Gehäuses 106 auf einer gegenüberliegenden Seite der Wärmepumpenvorrichtung 108 gekoppelt werden. Auf diese Weise kann das längliche Element 102 indirekt mit dem Gehäuse 106 über die Wärmepumpenvorrichtung 108 gekoppelt werden.
Die Wärmepumpenvorrichtung 108 dient zur Erhöhung der Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements 102 und der Wärmeableitungskapazität des Gehäuses 106. Insbesondere kann die Wärmepumpenvorrichtung 108 die Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements 102 und die Wärmeableitungskapazität des Gehäuses 106 erhöhen, um die gesamte Wärmeableitung entlang des Hauptwärmepfads zu beschleunigen und die Beseitigung von Wärme vom distalen Ende 114 zu beschleunigen. Die Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements kann auch als Wärmeableitungskapazität der Spitze, Wärmeableitungskapazität des distales Endes oder Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements bezeichnet werden. Die Wärmeableitungskapazität des Gehäuses kann auch als Gehäusewärmeableitungskapazität bezeichnet werden.
2 ist eine schematische Anssicht des Bildgebungssystems 100. In dieser illustrativen Ausgestaltung nimmt die Wärmepumpenvorrichtung 108 die Form eines thermoelektrischen Kühlers an. In anderen illustrativen Ausgestaltungen können jedoch auch andere Arten von Vorrichtungen verwendet werden, die Wärmeenergie (d.h. Wärme) von einer Wärmequelle auf einen Kühlkörper übertragen.
Wie dargestellt, hat die Wärmepumpenvorrichtung 108 eine Schaftseite 200 und eine Gehäuseseite 202. In dieser illustrativen Ausgestaltung ist die Schaftseite 200 thermisch mit dem länglichen Element 102 und die Gehäuseseite 202 thermisch mit dem Gehäuse 106 gekoppelt. Die Wärmepumpenvorrichtung 108 ermöglicht es, eine Temperatur (T₁) des proximalen Endes 116 des länglichen Elements 102 auf einem Niveau zu regeln, das niedriger ist als die Umgebungstemperatur der umliegenden Umgebung 118. Ferner ermöglicht die Wärmepumpenvorrichtung 108 das Steuern einer Temperatur (T₂) der distalen Seite 107 des Gehäuses 106 auf einem Niveau, das höher ist als die maximale Kontakttemperatur für das distale Ende 114.
Wenn beispielsweise die Umgebungstemperatur auf etwa 25 Grad Celsius eingestellt ist, dann kann die Temperatur T₁ des länglichen Elements mit dem Betrieb der Wärmepumpenvorrichtung 108 auf etwa 20 Grad Celsius gehalten werden. Ferner regelt die Wärmepumpenvorrichtung 108 die Temperatur T₂ der distalen Seite 107 des Gehäuses 106 im Wesentlichen auf einen Wert, der höher ist als die maximale Kontakttemperatur für das distale Ende 114. Wenn beispielsweise, ohne Begrenzung, die maximale Kontakttemperatur auf etwa 42 Grad Celsius eingestellt ist, dann kann die resultierende Temperatur T₂ etwa 50 Grad Celsius betragen. Auf diese Weise ist die Differenz zwischen der Temperatur T₂ und der Temperatur T₁, die etwa 30 Grad Celsius betragen kann, größer als die Gesamtsystemtemperaturdifferenz (T_C-T_A) von etwa 17 Grad Celsius.
Dementsprechend kann das proximale Ende 116 des länglichen Elements 102 eine Temperatur aufweisen, die von der Wärmepumpenvorrichtung 108 geregelt wird und niedriger ist als die Temperatur des Gehäuses 106. Ferner kann die Schaftseite 200 der Wärmepumpenvorrichtung 108 eine niedrigere Temperatur aufweisen als die Gehäuseseite 202 der Wärmepumpenvorrichtung 108. Die Wärmepumpenvorrichtung 108 ermöglicht die Wärmeübertragung vom kühleren länglichen Element 102 auf der Schaftseite 200 auf das wärmere Gehäuse 106 auf der Gehäuseseite 202. Somit beschleunigt die Wärmepumpenvorrichtung 108 die Wärmeübertragung zwischen dem länglichen Element 102 und dem Gehäuse 106.
In einer illustrativen Ausgestaltung erzeugt die für den Betrieb der Wärmepumpenvorrichtung 108 zugeführte externe Leistung Abwärme. Die Wärmepumpenvorrichtung 108 kann diese Abwärme auch durch das Gehäuse 106 ableiten. Wenn die Differenz zwischen der Wärmeableitungskapazität des Gehäuses 106 und der Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements 102 größer ist als die Rate, mit der die Abwärme erzeugt wird, dann kann das Gehäuse 106 die Wärme sowohl vom länglichen Element 102 als auch von der Wärmepumpenvorrichtung 108 ableiten. In einem Beispiel kann die mit der Wärmepumpenvorrichtung erreichte Wärmeableitungskapazität des Gehäuses 106 etwa 7 Watt betragen. Die mit der Wärmepumpenvorrichtung 108 erreichte Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements 102 kann etwa 3 Watt betragen. Wenn die Rate, mit der die Abwärme von der Wärmepumpenvorrichtung 108 erzeugt wird, weniger als etwa 4 Watt beträgt, dann kann das Gehäuse 106 die Wärme sowohl vom distalen Ende 114 als auch von der Wärmepumpenvorrichtung 108 effektiv ableiten.
Die Abbildungen in 1 und 2 sollen keine physikalischen oder architektonischen Begrenzungen der Art und Weise andeuten, wie die verschiedenen illustrativen Ausgestaltungen umgesetzt werden können. Es können neben oder anstelle der dargestellten Komponenten weitere Komponenten verwendet werden. Einige Komponenten können optional sein.
In einigen illustrativen Ausgestaltungen kann ein Wärmepumpensystem mit mehreren Wärmepumpenvorrichtungen entlang des Hauptwärmepfads des Bildgebungssystems 100 verwendet werden. So können beispielsweise mehrere Wärmepumpenvorrichtungen an mehreren Positionen entlang des Hauptwärmepfades angeordnet sein, um die Wärmeenergieübertragung an jeder Position zu beschleunigen und dadurch die Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements 102 und die Wärmeableitungskapazität des Gehäuses 106 zu erhöhen. Die mehreren Wärmepumpenvorrichtungen können mehrere ausgewählte Temperaturdifferenzen an mehrern Positionen entlang des Hauptwärmepfades erzeugen. Die mehreren ausgewählten Temperaturdifferenzen an der jeweiligen Position der mehreren Positionen können kollektiv oder individuell größer sein als die Gesamtsystemtemperaturdifferenz. Dementsprechend wird die an jeder der mehreren Positionen übertragene Wärmeenergie oder Wärme erhöht.
3 ist eine Illustration eines Verfahrens zur Verbesserung der Wärmeableitungskapazität, das gemäß einer illustrativen Ausgestaltung dargestellt ist. Das in 3 illustrierte Verfahren 300 kann benutzt werden, um die Wärmeableitungskapazität entlang eines medizinischen Instruments zu verbessern, wie das längliche Element 102 zwischen der Spitze 104 und dem Gehäuse 106 des Bildgebungssystems 100, das in den vorherigen Figuren beschrieben ist. Das Verfahren 300 wird als eine Reihe von Operationen oder Prozessen 302 und 304 dargestellt. Nicht alle der dargestellten Prozesse 302 und 304 können in allen Ausgestaltungen des Verfahrens 300 durchgeführt werden. Zusätzlich können ein oder mehrere Prozesse, die nicht ausdrücklich in 3 dargestellt sind, vor, nach, zwischen oder als Teil der Prozesse 302 und 304 einbezogen werden. In einigen Ausgestaltungen können ein oder mehrere der Prozesse 302 und 304 optional sein und daher entfallen.
Das Verfahren 300 kann mit einem Prozess 302 beginnen, der das Erzeugen von Wärmeenergie an einem distalen Ende eines länglichen Elements beinhaltet. Bei Prozess 302 kann die Wärmeenergie durch den Betrieb einer angetriebenen Komponente an oder nahe dem distalen Ende erzeugt werden. So kann beispielsweise, ohne Begrenzung, Wärme durch den Betrieb einer Beleuchtungsquelle, wie beispielsweise einer Leuchtdiode an oder nahe dem distalen Ende, erzeugt werden. In einem weiteren Beispiel kann Wärme durch den Betrieb einer elektronischen Komponente an oder nahe dem distalen Ende erzeugt werden.
Bei Prozess 304 wird eine Wärmepumpenvorrichtung aktiviert. Die Wärmepumpe kann thermisch zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse gekoppelt werden.
Bei Prozess 306 wird die Wärmeenergie zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse übertragen. Somit kann die Verwendung der Wärmepumpe die Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements und die Wärmeableitungskapazität des Gehäuses im Vergleich zu einem ähnlichen System ohne die Wärmepumpenvorrichtung erhöhen. Dementsprechend kann die Wärmepumpenvorrichtung den Einsatz von Komponenten höherer Leistung an oder nahe der distalen Spitze ermöglichen als dann, wenn die Wärmepumpenvorrichtung wegfällt. In einer illustrativen Ausgestaltung kann die Wärmepumpenvorrichtung ein thermoelektrischer Kühler sein. Je nach Implementation kann die Wärmeenergie vom länglichen Element auf das Gehäuse, vom Gehäuse auf das längliche Element oder beides übertragen werden.
Ausführlicher kann die Wärmepumpenvorrichtung eine Temperatur des länglichen Elements auf einer Schaftseite der Wärmepumpenvorrichtung regeln. In einigen illustrativen Ausgestaltungen kann die Wärmepumpenvorrichtung die Temperatur auf der Schaftseite auf ein Niveau regeln, das niedriger ist als die Umgebungstemperatur. Ferner kann die Wärmepumpenvorrichtung eine Temperatur des Gehäuses auf einer Gehäuseseite der Wärmepumpenvorrichtung regeln. In einigen illustrativen Ausgestaltungen kann die Wärmepumpenvorrichtung die Temperatur auf der Gehäuseseite auf einen Wert regeln, der höher ist als eine maximale Kontakttemperatur des distalen Endes 114.
4 ist eine Illustration eines Verfahrens zur Verbesserung der Wärmeableitungskapazität, das gemäß einer illustrativen Ausgestaltung dargestellt ist. Das in 4 illustrierte Verfahren 400 kann zur Verbesserung der Wärmeableitungskapazität eines Bildgebungssystems, wie beispielsweise eines Endoskops, verwendet werden. Das Verfahren 400 wird als eine Reihe von Operationen oder Prozessen 402-410 illustriert. Nicht alle der veranschaulichten Prozesse 402-410 können in allen Ausgestaltungen des Verfahrens 400 durchgeführt werden. Zusätzlich können ein oder mehrere Prozesse, die nicht ausdrücklich in 4 illustriert sind, vor, nach, zwischen oder als Teil der Prozesse 402-410 einbezogen werden. In einigen Ausgestaltungen können ein oder mehrere der Verfahren 402-410 optional sein und daher entfallen.
Das Verfahren kann mit einem Prozess 402 beginnen, der das Einführen eines distalen Endes eines Endoskops in eine Patientenanatomie beinhaltet. Bei Prozess 404 wird eine Beleuchtungsquelle am distalen Ende des Endoskops aktiviert. Die Beleuchtungsquelle kann z.B. eine Leuchtdiode sein. Die Aktivierung der Leuchtdiode kann beispielsweise die Stromversorgung der Leuchtdiode beinhalten. In diesem Beispiel wird am distalen Ende des Endoskops als Reaktion auf die Aktivierung der Leuchtdiode Wärme erzeugt.
Bei Prozess 406 wird am distalen Ende des Endoskops erzeugte Wärme über einen Schaft des Endoskops geleitet. Bei Prozess 408 wird die Wärme vom Schaft über eine Wärmepumpenvorrichtung auf ein Gehäuse des Endoskops übertragen. Die Wärmepumpenvorrichtung kann die Schaftwärmeableitungskapazität und die Gehäusewärmeableitungskapazität erhöhen. Bei Prozess 408 befindet sich das Gehäuse außerhalb der Anatomie des Patienten.
Bei Prozess 408 hält die Wärmepumpenvorrichtung eine Schaftseitentemperatur auf einem Wert unter einer Umgebungstemperatur der umliegenden Umgebung um das Gehäuse herum. Ferner kann die Wärmepumpenvorrichtung verwendet werden, um die Temperatur auf der Gehäuseseite auf einem Wert oberhalb einer maximalen Kontakttemperatur für das distale Ende 114 des Endoskops zu halten. Dementsprechend erzeugt die Wärmepumpenvorrichtung eine Temperaturdifferenz zwischen Schaft und Gehäuse, die größer ist als die Gesamtsystemtemperaturdifferenz zwischen dem distalen Ende 114 und der umliegenden Umgebung, wodurch die Wärmeableitungskapazität des Schafts und die Wärmeableitungskapazität des Gehäuses erhöht werden. In weiteren illustrativen Ausgestaltungen kann die Wärmepumpenvorrichtung verwendet werden, um die gehäuseseitige Temperatur auf einem Wert unterhalb der maximalen Kontakttemperatur für das distale Ende 114 des Endoskops, aber oberhalb der Umgebungstemperatur zu halten.
Bei Prozess 410 wird die Wärme vom Gehäuse in eine umliegende Umgebung um das Gehäuse herum abgeleitet. Diese Art der Ableitung kann auch als Abgabe der Wärme in die umliegende Umgebung bezeichnet werden.
5 ist ein Diagramm 500 der Wärmeableitungskapazitäten von Spitze und Gehäuse gegenüber den Temperaturen des länglichen Elements und des Gehäuses, dargestellt gemäß einer illustrativen Ausgestaltung. Die Grafik 500 veranschaulicht, wie die Verwendung der Wärmepumpenvorrichtung 108 des Bildgebungssystems 100 in 1 die Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements 102 und damit des distalen Endes 114 sowie die Wärmeableitungskapazität des Gehäuses 106 in 1 erhöhen kann.
Das Diagramm 500 beinhaltet eine Temperaturachse 502, eine Spitzenwärmeableitungskapazitätsachse 504 und eine Gehäusewärmeableitungskapazitätsachse 506. Die Temperaturachse 502 identifiziert Temperaturwerte in Grad Celsius. Die Spitzenwärmeableitungskapazitätsachse 504 identifiziert die Werte der Wärmeableitungskapazität für die Spitze 104 am distalen Ende 114 in Watt. Die Gehäusewärmeableitungskapazitätsachse 506 identifiziert Werte der Wärmeableitungskapazität für das Gehäuse 106 in Watt.
Das Diagramm 500 beinhaltet auch eine Linie 508, eine Linie 510, eine Linie 512, eine Linie 514 und eine Linie 516. In diesem illustrativen Beispiel stellt die erste Zeile 508 die Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements 102 des Bildgebungssystems 100 dar, wenn das längliche Element 102 einen Wärmewiderstand von etwa 6 Grad Celsius pro Watt aufweist. Die zweite Linie 510 stellt die Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements 102 des Bildgebungssystems 100 dar, wenn das längliche Element 102 einen Wärmewiderstand von etwa 10 Grad Celsius pro Watt aufweist. Die dritte Linie 512 stellt die Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements 102 des Bildgebungssystems 100 dar, wenn das längliche Element 102 einen Wärmewiderstand von etwa 15 Grad Celsius pro Watt aufweist.
Ferner stellt die erste Gehäuselinie 514 die Wärmeableitungskapazität des Gehäuses 106 des Bildgebungssystems 100 dar, wenn das Gehäuse aus Aluminium besteht. Die zweite Gehäuselinie 516 stellt die Wärmeableitungskapazität des Gehäuses 106 des Bildgebungssystems 100 dar, wenn das Gehäuse aus Edelstahl besteht.
In dieser beispielhaften Ausgestaltung kann das Gehäuse 106 eine Länge von etwa 120 Millimetern und eine Wärmedurchgangsleistung von etwa 30 Watt pro Quadratmeter-Kelvin (W/m²K) aufweisen. Die Umgebungstemperatur der umliegenden Umgebung 118 um das Gehäuse 106 herum kann auf etwa 27 Grad Celsius eingestellt werden. Ferner kann die maximale Kontakttemperatur für das distale Ende 114 und damit die Spitze 104 etwa 42 Grad Celsius betragen. Somit kann die Gesamtsystemtemperaturdifferenz die Differenz zwischen der maximalen Kontakttemperatur und der Umgebungstemperatur sein, die etwa 15 Grad Celsius beträgt.
Unter Verwendung der Wärmepumpenvorrichtung 108 zwischen dem länglichen Element 102 und dem Gehäuse 106 wird die Temperatur des länglichen Elements 102 von der Temperatur des Gehäuses 106 an der Wärmepumpenvorrichtung 108 abgekoppelt. So kann beispielsweise die Wärmepumpenvorrichtung 108 verwendet werden, um das längliche Element 102 auf einer niedrigeren Temperatur als der Umgebungstemperatur zu halten und das Gehäuse 106 auf einer höheren Temperatur als der maximalen Kontakttemperatur für das distale Ende 114 zu halten.
Wie durch den Punkt 518 entlang der Linie 510 illustriert, kann die Wärmepumpenvorrichtung 108 verwendet werden, um die Seitentemperatur des Schafts auf etwa 25 Grad Celsius zu halten, wenn das Gehäuse 106 aus Aluminium besteht und das längliche Element einen Wärmewiderstand von etwa 6 Grad Celsius pro Watt aufweist. Ferner kann, wie durch den Punkt 520 entlang der Linie 514 angegeben, die Wärmepumpenvorrichtung 108 verwendet werden, um die Temperatur der Gehäuseseite auf etwa 50 Grad Celsius zu halten. Somit kann die zwischen dem länglichen Element 102 und dem Gehäuse 106 erzeugte Temperaturdifferenz etwa 25 Grad Celsius betragen, was größer ist als die Gesamtsystemtemperaturdifferenz.
Durch die Erzeugung dieser größeren Temperaturdifferenz zwischen dem länglichen Element 102 und dem Gehäuse 106 kann die Wärmepumpenvorrichtung die Spitzenwärmeableitungskapazität auf etwa 3 Watt und die Gehäusewärmeableitungskapazität auf etwa 7 Watt erhöhen. Wenn die Wärmepumpenvorrichtung Abwärme mit einer Rate erzeugt, die kleiner ist als die 4-Watt-Differenz zwischen den Wärmeableitungskapazitäten von Gehäuse und Spitze, dann kann die Wärmepumpenvorrichtung sowohl die Wärme von der Spitze als auch die Abwärme von der Wärmepumpenvorrichtung ableiten.
Wie durch den Schnittpunkt 522 der ersten Linie 510 und der Linie 514 angedeutet, hätten das längliche Element 102 und das Gehäuse 106 ohne die Wärmepumpenvorrichtung 108 eine Temperatur von etwa 35 Grad Celsius an der Verbindungsstelle zwischen dem länglichen Element 102 und dem Gehäuse 106. Ferner würde die Spitzenableitungskapazität ohne die Wärmepumpenvorrichtung 108 nur ca. 1,33 Watt und die Gehäuseableitungskapazität nur ca. 2,37 Watt betragen.
Die illustrativen Ausgestaltungen bieten somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbessern der Wärmeableitungskapazitäten entlang eines medizinischen Instruments, wie beispielsweise eines Endoskops. Durch die Verbesserung der Wärmeableitungskapazitäten von Spitze und Gehäuse können Komponenten, die eine größere Menge an Wärme erzeugen, an oder nahe der Spitze des Endoskops verwendet werden. Beispielsweise können an der Spitze des Endoskops leistungsstärkere Leuchtdioden verwendet werden, um eine bessere Ausleuchtung zu gewährleisten, ohne die maximale Kontakttemperatur der Spitze zu überschreiten oder das Gehäuse umgestalten oder die Umgebungstemperatur ändern zu müssen.
Ferner darf die Verwendung eines thermoelektrischen Kühlers als Wärmepumpenvorrichtung dem Endoskop kein unerwünschtes Gewicht oder Volumen hinzufügen. Außerdem kann die Verwendung eines thermoelektrischen Kühlers sicherstellen, dass während des Betriebs des Endoskops keine zusätzlichen unerwünschten akustischen oder elektrischen Geräusche entstehen.
Es wurden zwar bestimmte beispielhaften Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben und in den Begleitzeichnungen dargestellt, aber es ist zu verstehen, dass solche Ausgestaltungen die breite Erfindung lediglich illustrieren und nicht begrenzen. Außerdem ist zu verstehen, dass die Ausgestaltungen der Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen spezifischen Konstruktionen und Anordnungen begrenzt sind, da der durchschnittlichen Fachperson verschiedene andere Änderungen einfallen können.
Ferner wurden in der detaillierten Beschreibung der Ausgestaltungen der Erfindung zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der offenbarten Ausgestaltungen zu vermitteln. Es wird für die Fachperson jedoch offensichtlich sein, dass die Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung auch ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. In einigen Fällen wurden bekannte Verfahren, Prozeduren und Komponenten nicht im Detail beschrieben, um Aspekte der Ausgestaltungen der Erfindung nicht unnötig zu verdunkeln.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62503521 [0001]

Claims

Vorrichtung, die Folgendes umfasst: ein längliches Element mit einem distalen Ende und einem proximalen Ende; ein Gehäuse, das mit dem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt ist; und eine Wärmepumpenvorrichtung, die zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse gekoppelt ist, wobei die Wärmepumpenvorrichtung zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse konfiguriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmepumpenvorrichtung Folgendes umfasst: eine erste Seite, die mit dem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt ist; und eine zweite Seite, die mit dem Gehäuse gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Wärmepumpenvorrichtung eine erste Temperatur des länglichen Elements auf der ersten Seite der Wärmepumpenvorrichtung so regelt, dass die erste Temperatur niedriger ist als eine Umgebungstemperatur um das Gehäuse herum.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Wärmepumpenvorrichtung eine zweite Temperatur des Gehäuses auf der zweiten Seite der Wärmepumpenvorrichtung so regelt, dass die zweite Temperatur höher ist als eine maximale Kontakttemperatur des distalen Endes des länglichen Elements.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Wärmepumpenvorrichtung eine von der Wärmepumpenvorrichtung erzeugte Abwärme durch das Gehäuse ableitet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Wärmepumpenvorrichtung zum Übertragen von Wärmeenergie von dem länglichen Element zu dem Gehäuse konfiguriert ist, so dass eine proximale Endtemperatur des proximalen Endes des länglichen Elements niedriger als eine Gehäusetemperatur des Gehäuses ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmepumpenvorrichtung einen thermoelektrischen Kühler beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das distale Ende des länglichen Elements eine Wärmeerzeugungsvorrichtung beinhaltet, die die Wärmeenergie erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Wärmeerzeugungsvorrichtung eine Beleuchtungsquelle ist.
Vorrichtung, die Folgendes umfasst: ein längliches Element mit einem distalen Ende und einem proximalen Ende; ein Gehäuse, das mit dem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt ist; und eine Wärmepumpenvorrichtung, die mit dem länglichen Element und/oder dem Gehäuse gekoppelt ist, wobei die Wärmepumpenvorrichtung zum Ändern einer ersten Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements und zum Ändern einer zweiten Wärmeableitungskapazität des Gehäuses konfiguriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Wärmepumpenvorrichtung Folgendes umfasst: eine erste Seite, die mit dem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt ist; und eine zweite Seite, die mit dem Gehäuse gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Wärmepumpenvorrichtung eine erste Temperatur des länglichen Elements auf der ersten Seite der Wärmepumpenvorrichtung so regelt, dass die erste Temperatur niedriger ist als eine Umgebungstemperatur um das Gehäuse herum.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Wärmepumpenvorrichtung eine zweite Temperatur des Gehäuses auf der zweiten Seite der Wärmepumpenvorrichtung so steuert, dass die zweite Temperatur höher ist als eine maximale Kontakttemperatur des distalen Endes des länglichen Elements.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Wärmepumpenvorrichtung bewirkt, dass eine erste Temperatur des länglichen Elements im Wesentlichen auf einem ersten Wert gehalten wird, der niedriger ist als eine Umgebungstemperatur um das Gehäuse herum, und dass eine zweite Temperatur des Gehäuses im Wesentlichen auf einem zweiten Wert gehalten wird, der höher ist als eine maximale Kontakttemperatur des distalen Endes des länglichen Elements.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Wärmepumpenvorrichtung die Ableitung einer von der Wärmepumpenvorrichtung erzeugten Abwärme bietet, wenn eine Rate, mit der die Abwärme erzeugt wird, kleiner als eine Differenz zwischen der zweiten Wärmeableitungskapazität und der ersten Wärmeableitungskapazität ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Wärmepumpenvorrichtung Wärme vom länglichen Element zum Gehäuse überträgt, so dass eine proximale Endtemperatur des proximalen Endes des länglichen Elements niedriger als eine Gehäusetemperatur des Gehäuses ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Wärmepumpenvorrichtung einen thermoelektrischen Kühler beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das distale Ende des länglichen Elements eine Wärmeerzeugungsvorrichtung beinhaltet, die die Wärmeenergie erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Wärmeerzeugungsvorrichtung eine lichtemittierende Vorrichtung ist.
Vorrichtung, die Folgendes umfasst: ein längliches Element mit einem distalen Ende und einem proximalen Ende; ein Gehäuse, das sich in der Nähe des proximalen Endes des länglichen Elements befindet; und mehrere Wärmepumpenvorrichtungen, die sich jeweils an einer entsprechenden Position der mehreren Positionen entlang eines Wärmepfades zwischen dem distalen Ende des länglichen Elements und dem Gehäuse befindet, wobei die mehreren Wärmepumpenvorrichtungen Wärmeenergie übertragen, um eine erste Wärmeableitungskapazität des länglichen Elements zu ändern und eine zweite Wärmeableitungskapazität des Gehäuses zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die mehreren Wärmepumpenvorrichtungen kollektiv eine innere Temperaturdifferenz erzeugen und wobei die innere Temperaturdifferenz höher als eine Gesamtsystemtemperaturdifferenz ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Gesamtsystemtemperaturdifferenz durch eine maximale Kontakttemperatur des distalen Endes des länglichen Elements und eine Umgebungstemperatur einer Umgebung um das Gehäuse herum begrenzt ist.
Verfahren, das Folgendes beinhaltet: Erzeugen von Wärmeenergie an einem distalen Ende eines länglichen Elements; und Übertragen der Wärmeenergie zwischen dem länglichen Element und einem Gehäuse, das mit einem proximalen Ende des länglichen Elements gekoppelt ist, durch Aktivieren einer Wärmepumpenvorrichtung, die thermisch zwischen dem länglichen Element und dem Gehäuse gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Übertragen der Wärmeenergie Folgendes beinhaltet: Regeln einer ersten Temperatur des länglichen Elements auf einer ersten Seite der Wärmepumpenvorrichtung, so dass die erste Temperatur niedriger als eine Umgebungstemperatur um das Gehäuse herum ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Übertragen der Wärme ferner Folgendes beinhaltet: Regeln einer zweiten Temperatur des Gehäuses auf einer zweiten Seite der Wärmepumpenvorrichtung, so dass die zweite Temperatur höher als eine maximale Kontakttemperatur des distalen Endes des länglichen Elements ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei eine innere Temperaturdifferenz zwischen einer ersten Seite der Wärmepumpe und einer zweiten Seite der Wärmepumpe größer ist als die Gesamttemperaturdifferenz zwischen einer maximalen Kontakttemperatur des distalen Endes und einer Umgebungstemperatur um das Gehäuse herum.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Aktivieren der Wärmepumpenvorrichtung eine Abwärme erzeugt und wobei die Abwärme durch das Gehäuse abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Aktivieren der Wärmepumpenvorrichtung das Aktivieren eines thermoelektrischen Kühlers beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Erzeugen der Wärmeenergie am distalen Ende des länglichen Elements das Aktivieren einer Beleuchtungsquelle beinhaltet.