DE102010004349A1 - Endoscopic instrument for use in medical device to examine cavities in inner body of human, has projection device for converting light produced by light source into projection light that is discharged from distal end to produce projection - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein endoskopisches Instrument nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein medizinisches Gerät mit einem derartigen endoskopischen Instrument.The present invention relates to an endoscopic instrument according to the preamble of
Endoskopische Geräte für die Untersuchung des Köperinneren von lebenden Organismen aber auch für die Untersuchung von technischen Hohlräumen sind hinlänglich bekannt.Endoscopic devices for the investigation of the body interior of living organisms but also for the investigation of technical cavities are well known.
Bei minimalinvasiven medizinischen Eingriffen an lebenden Organismen stehen im Körperinneren nur wenige Sensoren zur Verfügung, um Informationen über die Operationsumgebung zu erhalten. Auch ist die Möglichkeit zum einfachen Vergleich der realen Operationsumgebung mit präoperativen Planungsdaten, die beispielsweise durch Computertomographie oder Magnetresonanz-Tomographie erhalten werden, nicht gegeben. Auch wenn durch ein externes Tracking-System oder bei robotergestützten Eingriffen über die Roboterkinematik die Endoskopposition bekannt ist, ist jedoch ein Abgleich mit den Planungsdaten wünschenswert, um minimalinvasive Eingriffe zu verbessern.In minimally invasive medical procedures on living organisms, only a few sensors are available inside the body to obtain information about the operating environment. Also, the possibility for a simple comparison of the real operating environment with preoperative planning data obtained, for example, by computed tomography or magnetic resonance tomography, is not given. Even if the endoscope position is known by an external tracking system or robot-based interventions via the robot kinematics, however, a comparison with the planning data is desirable in order to improve minimally invasive interventions.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein endoskopisches Instrument, sowie ein medizinisches Gerät mit endoskopischem Instrument zur Verfügung zu stellen, bei dem bei der Verwendung eines endoskopischen Instrumentes ein Abgleich mit Planungsdaten im Körperinnern eines lebenden Organismus oder in einem technischen Hohlraum möglich ist.It is therefore an object of the present invention to provide an endoscopic instrument, as well as a medical device with endoscopic instrument, in which an adjustment with planning data inside the body of a living organism or in a technical cavity is possible when using an endoscopic instrument.
Zur Lösung der Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruch 17.To achieve the object serve the features of
Erfindungsgemäß ist bei einem endoskopischen Instrument mit einem Schaft mit einem proximalen und einem distalen Ende, wobei der Schaft mindestens eine Lichtleitvorrichtung aufweist, und mit mindestens einer Lichtquelle zu Erzeugung von Licht, wobei die Lichtquelle am proximalen Ende des Schafts angeordnet ist, vorgesehen, dass eine Projektionsvorrichtung das von der mindestens einen Lichtquelle erzeugte Licht in ein aus dem distalen Ende des Instrumentes austretenden Projektionslicht zur Erzeugung einer Projektion umwandelt, wobei das von der mindestens eine Lichtquelle erzeugte Licht zu der Projektionsvorrichtung leitbar ist.According to the invention, in an endoscopic instrument having a shaft with a proximal and a distal end, wherein the shaft has at least one light guide device, and with at least one light source for generating light, wherein the light source is arranged at the proximal end of the shaft, provided that Projection device which converts the light generated by the at least one light source into a light emerging from the distal end of the instrument projection light for generating a projection, wherein the light generated by the at least one light source is conductive to the projection device.
Durch die vorliegende Projektionsvorrichtung zum Umwandeln des Lichts in mindestens eine Lichtquelle in ein aus dem distalen Ende des Instrumentes austretendes Projektionslicht wird es ermöglicht, mit dem endoskopischen Instrument in dem Körperinneren eines lebenden Organismus oder in einem technischen Hohlraum eine Projektion zu erzeugen. Dadurch können beispielsweise bei minimalinvasiven medizinischen Eingriffen Planungsdaten auf die Operationsumgebung projiziert werden. Dadurch stehen die Planungsdaten während des medizinischen Eingriffes zur Verfügung und es wird ein Abgleich mit den Planungsdaten ermöglicht. Die Genauigkeit des medizinischen Eingriffes kann somit deutlich erhöht werden. Gleichzeitig ist es möglich, über die Projektionsvorrichtung Markierungspunkte in die Operationsumgebung einzublenden, die weitere optische Messverfahren ermöglichen.By means of the present projection device for converting the light into at least one light source into a projection light emerging from the distal end of the instrument, it is possible to produce a projection with the endoscopic instrument in the inside of the body of a living organism or in a technical cavity. As a result, for example, planning data can be projected onto the operating environment in the case of minimally invasive medical interventions. As a result, the planning data are available during the medical intervention and a comparison with the planning data is made possible. The accuracy of the medical procedure can thus be significantly increased. At the same time, it is possible to display marking points in the operating environment via the projection device, which enable further optical measuring methods.
Die Planungsdaten werden der Projektionsvorrichtung beispielweise über eine an das endoskopische Instrument und die Projektionsvorrichtung angeschlossene Rechnereinheit übermittelt.The planning data are transmitted to the projection device, for example via a computer unit connected to the endoscopic instrument and the projection device.
Das erfindungsgemäße endoskopische Instrument ermöglicht ferner, dass mit Hilfe des endoskopischen Instrumentes und einer weiteren endoskopischen Kamera auch die Operationsumgebung vermessen wird, indem beispielsweise über die Projektionsvorrichtung ein entsprechendes Projektionslicht auf die Operationsumgebung projiziert wird und von der endoskopischen Kamera erfasst wird. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die Oberflächen der Operationsumgebung dreidimensional zu erfassen.The endoscopic instrument according to the invention also makes it possible to measure the operating environment with the aid of the endoscopic instrument and a further endoscopic camera by, for example, projecting a corresponding projection light onto the surgical environment via the projection device and being detected by the endoscopic camera. This makes it possible, for example, to record the surfaces of the operating environment three-dimensionally.
Vorzugweise ist vorgesehen, dass die Projektionsvorrichtung eine Reflektionsvorrichtung aufweist. Die Reflektionsvorrichtung kann dabei aus mindestens einem beweglichen Mikrospiegel bestehen.It is preferably provided that the projection device has a reflection device. The reflection device can consist of at least one movable micromirror.
Mit Hilfe einer Reflektionsvorrichtung und insbesondere einer Reflektionsvorrichtung aus mindestens einem beweglichen Mikrospiegel kann eine Projektionsvorrichtung mit sehr kleinen Abmaßen geschaffen werden, so dass diese beispielsweise in den Schaft des endoskopischen Instrumentes integrierbar ist.With the aid of a reflection device and in particular a reflection device comprising at least one movable micromirror, a projection device with very small dimensions can be created so that it can be integrated into the shaft of the endoscopic instrument, for example.
Dabei können drei Licht unterschiedlicher Farbe erzeugende Lichtquellen und eine Kombinieroptik vorgesehen sein, wobei die Kombinieroptik zwischen den Lichtquellen und dem Mikrospiegel angeordnet ist und das Licht unterschiedlicher Farbe durch die Kombinieroptik auf den Mikrospiegel lenkbar ist. Mit Hilfe der Kombinieroptik kann somit das Licht unterschiedlicher Farbe in ein Licht von nahezu jeder beliebigen Farbe umgewandelt werden, das dann mit Hilfe des Mikrospiegels an einen entsprechenden Punkt der Projektion gelenkt wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Projektion zu erzeugen, die beispielsweise ein Farbbild ist. Die Lichtquellen, die Kombinieroptik und der Mikrospiegel sind dabei derart aneinander angepasst, dass über die Bewegung des Mikrospiegels mehrere nebeneinander und übereinander befindliche Bildpunkte projiziert werden, die des gesamten zu projizierende Bild erzeugen. Dabei ist die Projektionsvorrichtung, insbesondere der Mikrospiegel, derart schnell, dass das menschliche Auge die projizierten Bildpunkte als ein Gesamtbild wahrnehmen.In this case, three light of different color generating light sources and a Kombinieroptik be provided, the Kombinieroptik is disposed between the light sources and the micromirror and the light of different color is steered by the Kombinieroptik on the micromirror. With the aid of the combination optics, the light of different color can thus be converted into a light of almost any desired color, which is then directed by means of the micromirror to a corresponding point of the projection. In this way, it is possible to produce a projection which is, for example, a color image. The light sources, the combination optics and the micromirrors are adapted to one another in such a way that a plurality of pixels located side by side and one above the other are projected via the movement of the micromirror of the entire image to be projected. In this case, the projection device, in particular the micromirrors, is so fast that the human eye perceives the projected pixels as an overall image.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Reflektionsvorrichtung aus mindestens einem Mikrospiegelaktor bestehen. Mit der Hilfe des Mikrospiegelaktors, der aus einem Array von Mikrospiegeln besteht und mit einer alternativen Möglichkeit gestellt, eine Projektionsvorrichtung mit kleinen Abmaßen zu schaffen, die eine Projektion aus dem distalen Ende des Instruments austretenden Projektionslicht bereitstellen kann.In an alternative embodiment, the reflection device may consist of at least one micromirror actuator. With the aid of the micromirror actuator, which consists of an array of micromirrors and provided with an alternative possibility of providing a projection device of small dimensions, which can provide a projection of projection light emerging from the distal end of the instrument.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Projektionsvorrichtung einen Mikrospiegelaktor und ein Farbrad mit Farbfiltern aufweist, wobei das Farbrad mit Farbfiltern zwischen der Lichtquelle und dem Mikrospiegelaktor angeordnet ist, derart, dass das Licht der Lichtquelle über das Farbrad auf den Mikrospiegelaktor trifft. Durch das Vorsehen eines Farbrads mit Farbfiltern kann die Lichtquelle als einfarbige Lichtquelle ausgeführt sein, da die für das Farbbild notwendige Umwandelung des Lichts über die Farbfilter erfolgt. Ferner ist nur ein Mikrospiegelaktor erforderlich, so dass der vorrichtungstechnische Aufwand bei einer derartigen Projektionsvorrichtung gering gehalten wird.It can be provided that the projection device has a Mikrospiegelaktor and a color wheel with color filters, wherein the color wheel is arranged with color filters between the light source and the Mikrospiegelaktor, such that the light from the light source via the color wheel hits the Mikrospiegelaktor. By providing a color wheel with color filters, the light source can be embodied as a monochromatic light source, since the conversion of the light necessary for the color image takes place via the color filters. Furthermore, only a micromirror actuator is required, so that the device complexity is kept low in such a projection device.
Die Mikrospiegel des Mikrospiegelaktors reflektieren das durch die Farbfilter eingefärbte Licht an die entsprechenden Bildstellen zur Erzeugung eines Pixels des zu projizierenden Bildes. Zur Erzeugung von Mischfarben eines Pixel kann dabei Licht unterschiedlicher Farbe kurz hintereinander an die entsprechenden Bildstelle gelenkt werden, wobei aufgrund der Trägheit des menschlichen Auges die beiden kurz nacheinander gesendeten farbigen Lichtstrahlen als Mischfarbe wahrgenommen werden. Die einzelnen Mikrospiegel des Mikroaktors können dabei zwei unterschiedliche Zustände einnehmen, nämlich einen Zustand, bei dem das Licht in Richtung des zu projizierenden Bildes reflektiert wird und einen Zustand, in dem kein Licht in Richtung des zu projizierenden Lichtes reflektiert wird.The micromirrors of the micromirror actuator reflect the light colored by the color filters to the corresponding image locations to produce a pixel of the image to be projected. In order to produce mixed colors of a pixel, light of different colors can be directed to the corresponding image point in rapid succession, the two colored light beams transmitted in quick succession due to the inertia of the human eye being perceived as a mixed color. The individual micro-mirrors of the microactuator can assume two different states, namely a state in which the light is reflected in the direction of the image to be projected and a state in which no light is reflected in the direction of the light to be projected.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen endoskopischen Instruments können drei Licht unterschiedlicher Farbe erzeugende Lichtquellen vorgesehen sein, wobei die Projektionsvorrichtung drei Mikrospiegelaktoren aufweist und wobei jeweils das Licht einer Lichtquelle auf einen der Mikrospielgelaktoren trifft. Die Mikrospiegelaktoren reflektieren bei diesem Ausführungsbeispiel das Licht der drei unterschiedlichen Lichtquellen gleichzeitig. Zur Erzeugung von Mischfarben wird von den Mikrospiegelaktoren von mindestens zwei Lichtquellen auf den Lichtpunkt reflektiert, so dass das menschliche Auge die beiden Farben der unterschiedlichen Lichtquellen zu der Mischfarbe kombiniert. Insbesondere durch die Verwendung von drei Mikrospiegelaktoren und drei unterschiedlichen Lichtquellen kann die Gefahr des Auftretens eines Regenbogeneffektes, der bei der Verwendung eines einzelnen Mikrospiegelaktors auftreten kann, vermieden werden, da mit drei Mikrospiegelaktoren auf einfache Art und Weise das Licht unterschiedlicher Farbe der drei Lichtquellen gleichzeitig abgestrahlt werden kann. Der Regenborgeneffekt kann dadurch auftreten, dass unterschiedliche Erkennungsfrequenzen des Auges beim Menschen vorliegen können.In an alternative embodiment of the endoscopic instrument according to the invention, it is possible to provide three light sources producing different color, wherein the projection apparatus has three micromirror actuators, and in each case the light from one light source strikes one of the micromachine gel actuators. The micro-mirror actuators reflect the light of the three different light sources simultaneously in this embodiment. To produce mixed colors, the micromirror actuators reflect at least two light sources onto the light spot, so that the human eye combines the two colors of the different light sources into the mixed color. In particular, by the use of three micro-mirror actuators and three different light sources, the risk of occurrence of a rainbow effect, which can occur when using a single micro-mirror actuator can be avoided, since with three micro-mirror actuators in a simple manner, the light of different colors of the three light sources radiated simultaneously can be. The Regenborgeneffekt can occur because different detection frequencies of the eye can be present in humans.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Lichtleitvorrichtung eine Linsenoptik ist. Mit Hilfe der Linsenoptik kann das Licht in vorteilhafter Weise durch den Schaft geleitet werden. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn die Projektionsvorrichtung an dem proximalen Ende des Schaftes angeordnet ist, so dass durch den Schaft das Projektionslicht zur Erzeugung einer Projektion geleitet werden muss.In one embodiment of the invention, it can be provided that the at least one light-guiding device is a lens optic. With the help of the lens optics, the light can be passed through the shaft in an advantageous manner. This may be particularly advantageous if the projection device is arranged at the proximal end of the shaft, so that the projection light must be passed through the shaft to produce a projection.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Schaft eine erste und eine zweite Lichtleitvorrichtung aufweist, die jeweils durch einen Lichtkanal gebildet werden, wobei die Lichtleitkanäle jeweils eine Linsenoptik aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Lichtquelle und die Projektionsvorrichtung an dem proximalen Ende des Schaftes an der ersten Lichtleitvorrichtung angeordnet sind und dass die Lichtsensoreinrichtung, vorzugsweise eine Kamera, an dem proximalen Ende des Schaftes an der zweiten Lichtleitvorrichtung angeordnet ist.In a particularly preferred embodiment, it is provided that the shaft has a first and a second light-guiding device, which are each formed by a light channel, wherein the light-guiding channels each have a lens optic. It can be provided that the at least one light source and the projection device are arranged at the proximal end of the shaft on the first light-guiding device and that the light sensor device, preferably a camera, is arranged at the proximal end of the shaft on the second light-guiding device.
Auf diese Weise ermöglicht das erfindungsgemäße endoskopisches Instrument nicht nur die Projektion eines Bildes beispielsweise in einer Operationsumgebung, sondern gleichzeitig kann die Operationsumgebung mit der Lichtsensoreinrichtung aufgenommen werden. Dabei kann beispielsweise das endoskopisches Instrument zur Vermessung der Operationsumgebung verwendet werden, indem das Projektionslicht von der Lichtsensoreinrichtung empfangen und entsprechend verwertet wird. Die Operationsumgebung kann somit ohne den Einsatz eines zusätzlichen Endoskops vermessen werden. Gleichzeitig wird auch ermöglicht, dass mit Hilfe des endoskopischen Instruments die Instrumentenposition relativ zu beispielsweise einem Organ in der Operationsumgebung bestimmt werden kann. Das Vorsehen von Lichtleitkanälen mit jeweils einer Linsenoptik als erste und zweite Lichtleitvorrichtung ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass das von der Projektionsvorrichtung an dem proximalen Ende des Schaftes eingeleitete Projektionslicht nahezu unverändert am distalen Ende des Schaftes austreten kann, wobei gleichzeitig am distalen Ende des Schaftes eintretendes Licht nahezu unverändert am proximalen Ende des Schaftes an der Lichtsensoreinrichtung ankommt.In this way, the endoscopic instrument according to the invention not only enables the projection of an image, for example in an operating environment, but at the same time the operating environment can be recorded with the light sensor device. In this case, for example, the endoscopic instrument can be used to measure the operating environment by receiving the projection light from the light sensor device and utilizing it accordingly. The operating environment can thus be measured without the use of an additional endoscope. At the same time it is also possible that with the aid of the endoscopic instrument the instrument position relative to, for example, an organ in the operating environment can be determined. The provision of light guide channels, each with a lens optic as the first and second light guide device advantageously allows the projection light introduced by the projection device at the proximal end of the shaft to emerge almost unchanged at the distal end of the shaft, wherein light entering the distal end of the shaft simultaneously arrives at the light sensor device almost unchanged at the proximal end of the shaft.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass eine erste Lichtleitvorrichtung aus mindestens einem Lichtleiter besteht, in dem das Licht der mindestens eine Lichtquelle einleitbar ist. Durch das Vorsehen eines Lichtleiters, durch den das Licht der Lichtquelle geleitet werden kann, wird ermöglicht, dass die Projektionsvorrichtung auch in dem Schaft des Endoskops angeordnet werden kann, beispielsweise an dem distalen Ende. Das Licht der Lichtquelle wird dann über den Lichtleiter beispielsweise auf die aus einem Mikrospiegelaktor und einem Farbrad bestehende Projektionsvorrichtung geleitet.In an alternative embodiment it can be provided that a first light-guiding device consists of at least one light guide, in which the light of the at least one light source can be introduced. By providing a light guide, through which the light of the light source can be passed, it is made possible that the projection device can also be arranged in the shaft of the endoscope, for example at the distal end. The light of the light source is then passed over the light guide, for example, on the consisting of a micro-mirror actuator and a color wheel projection device.
Auch kann vorgesehen sein, dass die erste Lichtleitvorrichtung aus drei Lichtleitern besteht, wobei in jedem Lichtleiter das Licht einer unterschiedlichen Lichtquelle einleitbar ist. Das in die unterschiedlichen Lichtleiter eingeleitete Licht kann dabei eine unterschiedliche Farbe aufweisen.It can also be provided that the first light guide device consists of three light guides, wherein in each light guide the light of a different light source can be introduced. The introduced into the different light guide light can have a different color.
Dadurch wird ermöglicht, dass die Projektionsvorrichtung beispielsweise auch aus drei Mikrospielaktoren bestehen kann, wobei das Licht eines jeweiligen Lichtleiters jeweils auf einen Mikrospiegelaktor gelenkt wird. Auch besteht die Möglichkeit, dass die drei Lichtleiter mit einer Kombinieroptik verbunden sind, die das Licht auf einen Mikrospiegel lenkt.This makes it possible that the projection device may for example consist of three micro-game actuators, wherein the light of each light guide is directed in each case to a micro-mirror actuator. There is also the possibility that the three light guides are connected to a combination optics, which directs the light onto a micromirror.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass drei Licht unterschiedlicher Farben erzeugende Lichtquellen das Licht in eine Kombinieroptik leiten und die Kombinieroptik mit dem Lichtleiter verbunden ist, über den das von der Kombinieroptik abgegebene Licht auf einen beweglichen Mikrospiegel, der beispielsweise in dem Schaft, vorzugsweise am distalen Ende des Schaftes, angeordnet ist, geleitet wird.In one embodiment of the invention it can be provided that light sources producing light of different colors guide the light into a combining optical system and the combining optical system is connected to the optical waveguide, via which the light emitted by the combining optical system to a movable micromirror, for example in the shaft, is preferably at the distal end of the shaft, is arranged, is passed.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Reflektionsvorrichtung an dem proximalen Endes des Schaftes angeordnet ist und dass das Projektionslicht an dem proximalen Ende des Schaftes in die Lichtleitvorrichtung einleitbar ist.In one exemplary embodiment of the invention, it can be provided that the reflection device is arranged at the proximal end of the shaft and that the projection light can be introduced into the light-guiding device at the proximal end of the shaft.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Reflektionsvorrichtung in dem Schaft, vorzugweise am distalen Ende des Schaftes, angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist es somit möglich, dass die gesamte Projektionsvorrichtung oder nur die Reflektionsvorrichtung der Projektionsvorrichtung in dem Schaft angeordnet ist. Beispielsweise kann ein Teil der Projektionsvorrichtung an dem proximalen Ende des Schaftes angeordnet sein, wie beispielsweise die Kombinieroptik, und lediglich die Reflektionsvorrichtung ist an dem distalen Ende des Schaftes angeordnet. Dadurch wird der Raumbedarf an dem distalen Ende des Schafts möglichst klein gehalten.Alternatively it can be provided that the reflection device is arranged in the shaft, preferably at the distal end of the shaft. In this embodiment, it is thus possible that the entire projection device or only the reflection device of the projection device is arranged in the shaft. For example, a portion of the projection device may be disposed at the proximal end of the shaft, such as the combination optics, and only the reflective device is disposed at the distal end of the shaft. As a result, the space required at the distal end of the shaft is kept as small as possible.
Bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen endoskopischen Instrumentes, bei dem eine erste Lichtleitvorrichtung aus mindestens einem Lichtleiter vorgesehen ist, kann auch eine zweite Lichtleitvorrichtung in dem Schaft angeordnet sein, wobei vorzugsweise die zweite Lichtleitvorrichtung aus einem Lichtkanal mit Linsenoptik besteht und vorzugweise eine Lichtsensoreinrichtung, wie beispielsweise einer Kamera, an dem proximalen Ende des Schaftes an der zweiten Lichtleitvorrichtung angeordnet ist.In the exemplary embodiment of the endoscopic instrument according to the invention, in which a first light-guiding device is provided from at least one light guide, a second light-guiding device can also be arranged in the shaft, wherein preferably the second light-guiding device consists of a light channel with lens optics and preferably a light sensor device, such as a light guide Camera, is arranged at the proximal end of the shaft on the second light-guiding device.
Mindestens eine Lichtquelle des erfindungsgemäßen endoskopischen Instrumentes kann eine Laserlichtquelle sein.At least one light source of the endoscopic instrument according to the invention may be a laser light source.
Die Erfindung bietet ferner ein medizinisches Gerät mit einem erfindungsgemäßen endoskopischen Instrument. Das medizinische Gerät kann daher auch ein Medizinroboter mit einem erfindungsgemäßen endoskopischen Instrument sein.The invention further provides a medical device with an endoscopic instrument according to the invention. The medical device can therefore also be a medical robot with an endoscopic instrument according to the invention.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das medizinische Gerät ein Tracking-System zur Ermittlung der Position des endoskopischen Instrumentes im Raum aufweist. Dadurch wird ermöglicht, dass stets die Position des endoskopischen Instruments und insbesondere des distalen Endes des Schaftes ermittelbar ist, wodurch das erfindungsgemäße endoskopische Instrument in besonders vorteilhafter Weise einsetzbar ist. Die Position des distalen Endes des Schaftes im Raum ist beispielweise von Vorteil, wenn Planungsdaten auf die Operationsumgebung projiziert werden sollen.It can be provided that the medical device has a tracking system for determining the position of the endoscopic instrument in the room. This makes it possible that always the position of the endoscopic instrument and in particular of the distal end of the shaft can be determined, whereby the endoscopic instrument according to the invention can be used in a particularly advantageous manner. The position of the distal end of the shaft in space is advantageous, for example, when planning data is to be projected onto the operating environment.
Es zeigen:Show it:
In
In dem Schaft
An einem proximalen Ende
In dem Gehäuse
Die Lichtquelle
Die Projektionsvorrichtung
Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem drei Lichtquellen vorgesehen sind, die Licht unterschiedlicher Farbe erzeugen, ist zwischen den Lichtquellen und der Projektionsvorrichtung eine nicht dargestellte Kombinieroptik vorgesehen, die das Licht unterschiedlicher Farbe zu Mischfarben kombinieren kann. Von der Kombinieroptik wird das Licht dann auf beispielsweise den beweglichen Mikrospiegel gelenkt. Der bewegliche Mikrospiegel wird dann bewegt und erzeugt die einzelnen Pixel des zu projizierenden Bildes. Dabei ist die Bewegung derart schnell, dass die aus einzelnen kurzzeitigen Lichtstrahlen erzeugten Pixel des zu projizierenden Bildes von dem trägen Auge des Betrachters als ein Gesamtbild wahrgenommen werden. Mit anderen Worten: Das von der Projektionsvorrichtung abgegebene Projektionslicht besteht aus einer Vielzahl von kurzen Lichtimpulsen.In the embodiment in which three light sources are provided which generate light of different color, a combination optics, not shown, is provided between the light sources and the projection device, which can combine the light of different color to mixed colors. From the combination optics, the light is then directed to, for example, the movable micromirror. The movable micromirror is then moved and generates the individual pixels of the image to be projected. The movement is so fast that the pixels of the image to be projected, which are generated from individual short-time light beams, are perceived by the weary eye of the observer as an overall image. In other words, the projection light emitted by the projection device consists of a multiplicity of short light pulses.
Wie zuvor beschrieben, kann die Reflektionsvorrichtung der Projektionsvorrichtung
Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem die Projektionsvorrichtung
Es besteht auch die Möglichkeit, dass drei Licht unterschiedlicher Farbe erzeugende Lichtquellen, sowie drei Mikrospiegelaktoren in der Projektionsvorrichtung
Die Lichtleitvorrichtung
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen endoskopischem Instruments
In
Auf diese Weise ist möglich, nicht nur eine Projektion in beispielsweise die Operationsumgebung zu projizieren, sondern die Projektionsumgebung kann auch mit Hilfe der Lichtsensoreinrichtung
In
Die ein oder mehrere Lichtquellen
Das endoskopische Instrument kann robotergestützt oder per Hand geführt werden. Auch besteht die Möglichkeit, dass der Schaft
Die Position des endoskopischen Instruments im Raum kann über ein Trackingsystem oder bei einem robotergestützten Einsatz auch durch die Sensorik und Kinematik des Roboters ermittelt werden. Zur Unterstützung oder als Ersatz zu diesem System besteht auch die Möglichkeit, dass wie zuvor beschrieben, durch die Erfassung des Projektionslichts durch eine separate Lichtsensoreinrichtung die Position bestimmbar ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das erfindungsgemäße endoskopische Instrument mit einem endoskopischen Instrument zu verwenden, die beispielsweise auch eine endoskopische Kamera sein kann. Auf diese Weise sind auch die erfindungsgemäßen endoskopischen Instrumente, die keine eigene Lichtsensoreinrichtung aufweisen, für die Vermessung geeignet.The position of the endoscopic instrument in space can also be determined by the tracking and kinematics of the robot via a tracking system or in robot-assisted use. To support or replace this system, there is also the possibility that, as described above, the position can be determined by the detection of the projection light by a separate light sensor device. Of course, it is also possible to use the endoscopic instrument according to the invention with an endoscopic instrument, which may for example also be an endoscopic camera. In this way, the endoscopic instruments according to the invention, which do not have their own light sensor device, are suitable for the measurement.
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