DE19632445A1

DE19632445A1 - Starre Endoskopoptik mit integrierter, schattenspendender Beleuchtung

Info

Publication number: DE19632445A1
Application number: DE1996132445
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Rer Nat Flemming; Wofgang Juergen Dipl In Kunert; Marc Oliver Dr Schurr; Edward Dipl Ing Naujoks; Johannes Dr Ing Tschepe
Original assignee: Mgb Medizinische Geraete Berlin 12487 Berlin De GmbH; MGB MEDIZINISCHE GERAETE GmbH
Current assignee: MGB Endoskopische Geraete GmbH Berlin
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 1998-02-19

Description

Es soll eine Optik für die Endoskopie, im folgenden als Endoskop bezeichnet, mit einer schattenspendenden Beleuchtung derart entwickelt werden, daß durch die Optik beobachtete Gegenstände, z. B. chirurgische Instrumente, einen Schatten auf dem Beobachtungshintergrund, z. B. ein Organ, werfen.

Stand der Technik

Es ist grundsätzlich bekannt, daß ein starres Endoskop aus einer für die Bildgebung verwendeten Optik und aus einer Lichtquelle zur Beleuchtung des betrachteten Objektes besteht. Es ist weiterhin bekannt aus der Patentschrift EP 03 69 937 A1, daß die Lichtquelle mit einem parallel zur optischen Achse der Optik liegenden Glasfaserbündel, so genannte Lichtwellenleiter, realisiert wird. In das Glasfaserbündel wird nach dem Stand der Technik am proximalen Ende (die dem Anwender zugewandte Seite) über ein weiteres Glasfaserbündel, dem so genannten Lichtleitkabel, das Licht einer extremen Lichtquelle eingekoppelt. Über die Glasfaserbündel wird das Licht zum distalen Ende (die dem betrachteten Objekt zugewandte Seite) hin übertragen. Die Lichtquelle strahlt somit aus der Richtung des Betrachters auf das Objekt. Es ist weiterhin aus der Strahlenoptik bekannt, daß zwischen Beobachter und betrachteten Objekt, hier im folgenden Bildhintergrund genannt, eingebrachte Gegenstände keine Schatten auf den Bildhintergrund werfen, wenn die Strahlenachse der Lichtquelle und die optische Bildachse des Beobachters zusammenfallen.

Dies ist der Grund dafür, daß nach dem heutigen Stand der Technik in der Endoskopie chirurgische Instrumente keinen Schatten auf die betrachteten Organe werfen.

Es ist aus der Strahlenoptik jedoch auch bekannt, daß wenn die Strahlenachse der Lichtquelle und die optische Bildachse des Beobachters jeweils aus einer anderen Richtung auf einen Gegenstand stehen, von diesem Gegenstand ein Schatten auf den Bildhintergrund geworfen wird. Die Größe und der Ort des Schattens hängt von dem Winkel zwischen optischer Bildachse des Beobachters und der Strahlenachse der Lichtquelle und von dem Abstand des Gegenstandes zum Bildhintergrund ab. Die Stärke bzw. der Kontrast des Schattens hängt maßgeblich von der Lichtstärke der Lichtquelle ab.

Es ist weiterhin bekannt, daß aufgrund des endoskopischen, zweidimensionalen Bildes die Tiefeninformation über den betrachteten Raum fehlt und daß hierdurch das räumliche Vorstellungsvermögen des Arztes eingeschränkt wird. Weiterhin eingeschränkt wird das räumliche Vorstellungsvermögen des Arztes durch das Fehlen des Schattens.

Weiterhin ist bekannt, daß bei chirurgischen Eingriffen mit energetischen Therapiegeräten, z. B. Hochfrequenz- Chirurgie oder Laser-Chirgie, das distale Ende der Endoskope, insbesondere die Optik, verunreinigt wird bzw. diese beschlägt.

Erfindungsgemäße Lösung

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß man ein zweites, zusätzliches Glasfaserbündel derart in das Endoskop integrieren kann, daß eine Schattenbildung zustande kommt und damit dem Arzt die räumliche Orientierung in der endoskopierten Körperhöhle erheblich erleichtert wird. Dazu wird erfindungsgemäß dieses zweite Glasfaserbündel mit seiner Strahlenachse in einem Winkel α ungleich Null (α≠0) zu der Bildachse ausgerichtet.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zu einer starren Optik (1) mit einem ersten parallel zur Bildachse (4) strahlenden Glasfaserbündel (2), ein zweites in einem Winkel α (5) ungleich Null (α≠0) zu der Bildachse strahlendes Glasfaserbündel (3) integriert. Alle drei optische Systeme enden am distalen Ende des Endoskops (11). Um den Winkel α ungleich Null (α≠0) zu der Bildachse einzustellen, werden die Glasfasern in dem Winkel β (12) angeschliffen. Die Winkel α und β stehen in einem direktem Zusammenhang. Das Licht für die Glasfaserbündel (2, 3) wird getrennt in die jeweiligen Lichtleitkabelanschlüsse (6, 7) eingekoppelt. Das Licht der beiden Glasfaserbündel (2, 3), überlagert sich im betrachteten Raum. Erfindungsgemäß wirft ein in den Betrachtungsraum eingebrachter Gegenstand (8) einen Schatten (9) auf den Bildhintergrund (10).

In Weiterführung des Erfindungsgedankens endet das Glasfaserbündel (3) in einem Abstand d vom distalen Ende des Endoskops (11). Durch sinnvolle Wahl des Abstandes d (erfindungsgemäß 5 bis 50 mm) wird die Schattenwirkung durch gezieltes Einstellen des Winkels α kontrastreich eingestellt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung werden die Glasfasern (3) nicht mit einem Winkel β (12) angeschliffen, sondern mit einem planaren Ende in einem Abstand d vom distalen Ende positioniert. Hierbei kann die Schattenwirkung durch die axiale Stellung der Glasfasern (3) zur Bildachse (4) eingestellt werden.

In konsequenter Weiterführung des Erfindungsgedankens werden die Lichtleitkabelanschlüsse (6, 7) der Glasfaserbündel (2, 3) in einem Lichtleitkabelanschluß (13) integriert. Die pro Glasfaserbündel (2, 3) zu übertragende Lichtmenge wird durch die Anzahl der Glasfasern in den jeweiligen Glasfaserbündeln (2, 3) eingestellt.

In besonderer Ausführungsform wird das Endoskop mit einem Insuflationskanal (14) und einem Spülkanal (15) ausgelegt. Durch den Insuflationskanal kann z. B. CO₂-Gas insufliert werden und durch den Spülkanal NaCl-Lösung.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird an den jeweiligen distalen Enden des Insufflationskanals (14) und des Spülkanals (15) einem Mittel zur Strahlformung (16, 17) angebracht, so daß mit Hilfe des Gasstromes und Flüssigkeitstromes das distale Ende des Endoskops (11) und insbesondere die Bildeintrittsfläche der Optik (1) gereinigt werden kann.

In konsequenter Weiterführung des Erfindungsgedankens wird in das Endoskop eine Heizung derart integriert, daß Insufflationsgas, Spülflüssigkeit und Optik (1) auf Körpertemperatur gehalten wird und ein Beschlagen der distalen Bildeintrittsfläche der Optik (1) vermieden wird.

Es folgt die Beschreibung der Abbildungen

In Abb. 1 ist das starre Endoskop mit der integrierten Optik (1), den Glasfaserbündeln (2, 3) und den Lichtleitkabelanschlüssen (6, 7) dargestellt. Eingezeichnet ist die optische Bildachse (4) und der Winkel α (5) zwischen optischer Bildachse (4) und Strahlachse des Glasfaserbündels (3). Das Glasfaserbündel (3) ist in einem Winkel β (12) angeschliffen. Ein in den Betrachtungsraum eingebrachter Gegenstand (8) wirft einen Schatten (9) auf den Bildhintergrund (10).

In Abb. 2 ist das proximale Ende des gleichen Endoskops (1) wie in Abb. 1 dargestellt, nur das die Glasfaserbündel (2, 3) in einem Lichtleitkabelanschluß (13) zusammengefaßt sind.

Abb. 3 zeigt das distale Ende des Endoskops (11) in besonderer Ausführungsform mit einem integrierten Insufflationskanal (14) und einem Spülkanal (15), wobei die jeweiligen distalen Enden des Insufflationskanals (14) und des Spülkanals (15) mit einem Mittel zur Strahlformung (16, 17) abgeschlossen sind.

Claims

1. Starres Endoskop mit den Hauptkomponenten Optik, Hüllrohr und einem parallel zur Optik strahlenden Glasfaserbündel für die Beleuchtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites, zusätzliches Glasfaserbündel, welches in einem Winkel α ungleich Null (α≠0) zu der Bildachse der Optik strahlt, in dem Endoskop integriert ist.

2. Starres Endoskop nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Glasfasern des zweiten, zusätzlichen Glasfaserbündels koaxial und mit einer gezielten Verteilung um die Optik angeordnet sind.

3. Starres Endoskop nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei optische Systeme am distalen Ende des Endoskops enden.

4. Starres Endoskop nach 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern des zweiten zusätzlichen Glasfaserbündels in dem Winkel β angeschliffen werden.

5. Starres Endoskop nach 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht in die zwei Glasfaserbündel getrennt in die jeweiligen Lichtleitkabelanschlüsse eingekoppelt wird.

6. Starres Endoskop nach 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, zusätzliche Glasfaserbündel in einem Abstand d vom distalen Ende des Endoskops positioniert ist.

7. Starres Endoskop nach 1 bis 3 und 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern des zweiten, zusätzlichen Glasfaserbündels nicht mit einem Winkel β wie in Patentanspruch 4 angeschliffen, sondern mit einem planaren Ende in einem Abstand d vom distalen Ende positioniert sind.

8. Starres Endoskop nach 1 bis 3 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schattenwirkung durch die axiale Stellung des planar geschliffenen Glasfaserbündels zur optischen Bildachse eingestellt wird.

9. Starres Endoskop nach 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitkabelanschlüsse der Glasfaserbündel in einem Lichtleitkabelanschluß integriert sind.

10. Starres Endoskop nach 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die pro Glasfaserbündel übertragende Lichtmenge durch die Anzahl der einzelnen Glasfasern in den jeweiligen Glasfaserbündeln eingestellt wird.

11. Starres Endoskop nach 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Endoskop ein Insufflationskanal und ein Spülkanal integriert ist.

12. Starres Endoskop nach 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den jeweiligen distalen Enden des Insufflationskanals und des Spülkanals ein Mittel zur Strahlformung angebracht ist, so daß mit Hilfe des Gasstromes und Flüssigkeitstromes das distale Ende des Endoskops und insbesondere die Bildeintrittsfläche gereinigt werden kann.

13. Starres Endoskop nach 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in das Endoskop eine Heizung integriert ist.

14. Starres Endoskop nach 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Heizung das Insufflationsgas, die Spülflüssigkeit und das Endoskop auf Körpertemperatur gehalten wird.

15. Starres Endoskop nach 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch die temperierte Optik und den auf die Bildeintrittsfläche gerichteten, temperierten Gasstrom ein Beschlagen der distalen Bildeintrittsfläche der Optik vermieden wird.