DE4241938A1 - Endoscope in particular with stereo side-view optics - Google Patents
Endoscope in particular with stereo side-view opticsInfo
- Publication number
- DE4241938A1 DE4241938A1 DE19924241938 DE4241938A DE4241938A1 DE 4241938 A1 DE4241938 A1 DE 4241938A1 DE 19924241938 DE19924241938 DE 19924241938 DE 4241938 A DE4241938 A DE 4241938A DE 4241938 A1 DE4241938 A1 DE 4241938A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- endoscope
- solid
- image
- endoscope according
- distal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00163—Optical arrangements
- A61B1/00174—Optical arrangements characterised by the viewing angles
- A61B1/00181—Optical arrangements characterised by the viewing angles for multiple fixed viewing angles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00163—Optical arrangements
- A61B1/00193—Optical arrangements adapted for stereoscopic vision
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop mit einem Endoskopschaft, an dessen distalem Ende ein Festkörper- Bildaufnahmesystem angeordnet ist, das in Art einer Seitblickoptik ausgebildet ist.The invention relates to an endoscope with a Endoscope shaft, at the distal end of which a solid body Image recording system is arranged in the manner of a Seitblick optics is trained.
Der Einsatz von Endoskopen in der Chirurgie hat sich mittlerweile erfolgreich bewährt und dient neben den herkömmlichen chirurgischen Operationstechniken in vielen Fällen als ein minimal invasives Alternativ- Verfahren, das den Vorteil weit geringerer Belastung für den Patienten und wesentlich kürzere Heilungszeiten ermöglicht. Neben den Anwendungen zu Zwecken von in korporalen Manipulationen, bspw. durch geeignetes En doskopbesteck zum Behandeln von krankhaften Körperstel len, finden Endoskope vornehmlich ihren Einsatz als Beobachtungs- und Untersuchungsmittel von Hohlräumen innerhalb des menschlichen Körpers.The use of endoscopes in surgery has increased meanwhile successfully proven and serves alongside the conventional surgical techniques in many cases as a minimally invasive alternative Process that has the benefit of far less stress for the patient and significantly shorter healing times enables. In addition to the applications for the purposes of corporal manipulations, for example by suitable En Doskopbesteck for the treatment of pathological body parts len, endoscopes are mainly used as Means of observation and investigation of cavities within the human body.
Neben den hinlänglich bekannten, konventionellen star ren Stablinsen-Endoskopen, die nur über einen einzigen optischen Sichtkanal verfügen und dem Operateur nur ein zweidimensionales Abbild des Beobachtungsraumes ver schaffen, sind Endoskopsysteme bekannt, die aufgrund der Nutzung stereoskopischer Optiksysteme das Operati onsumfeld in seiner räumlichen Anordnung wiederzugeben vermögen.In addition to the well-known, conventional star ren rod lens endoscopes that only have a single optical viewing channel and the surgeon only one two-dimensional image of the observation room ver create, endoscope systems are known that due to the use of stereoscopic optical systems reproduce the environment in its spatial arrangement capital.
Erste Überlegungen zur räumlichen Betrachtung mit Hilfe von Endoskopen, den sog. Stereoendoskopen, gehen bspw. auf die deutsche Patentschrift DE 1 64 966 aus dem Jahre 1904 zurück. Es handelt sich hierbei um zwei getrennte, optische Betrachtungswege, die den Anblick eines Objektes, das dem distalen Ende des Endoskops gegenüberliegt, aus zwei unterschiedlichen Blickrich tungen gestattet. Der proximale Teil des Endoskops ist mit einem Doppelokularansatz verbunden, der die Beob achtung des Objektes mit beiden Augen gleichzeitig ermöglicht.First considerations for spatial consideration with the help endoscopes, the so-called stereo endoscopes, go for example to the German patent DE 1 64 966 from the Years back in 1904. These are two separate, optical ways of viewing the sight of an object that is the distal end of the endoscope opposite, from two different perspectives allowed. The proximal part of the endoscope is connected with a double eyepiece approach, the observ respect the object with both eyes at the same time enables.
Neben der reinen visuellen Betrachtung des Operateurs ist es aus einer Vielzahl von Gründen erwünscht und bei den minimalinvasiven endoskopischen Operationstechniken sogar notwendig, die Darstellung des Operationsgebietes videotechnisch über eine Kamera-Monitor-Einheit zu realisieren. Darüber hinaus kann das endoskopische Vorgehen videotechnisch gespeichert werden, so daß eine eingehendere Betrachtung auch nach dem Eingriff möglich ist. In diesem Zusammenhang ist es bspw. für das be schriebene, konventionelle, optische Stereo-Endoskop- System erforderlich, daß auf die zwei getrennten opti schen Beobachtungssysteme proximal jeweils ein Kamer asystem angekoppelt werden muß. Derartige Ankoppelvor gänge erfordern jedoch zum Teil sehr aufwendige Justierarbeiten, die ferner den Umgang mit dem Endoskop entscheidend erschweren. Hinzu kommt, daß bei den be schriebenen, optischen Stereosystemen die in dem Endos kop vorhandenen optischen Elemente, bspw. Stablinsen, in ihren Führungsrohren eine gewisse laterale Beweg lichkeit aufweisen, wodurch eine systembedingte Un schärfe zumindest bei der Justierung des Systems nicht zu verhindern ist.In addition to the pure visual observation of the surgeon it is desirable for a variety of reasons and at the minimally invasive endoscopic surgical techniques even depicting the area of operation technically via a camera monitor unit realize. In addition, the endoscopic Procedure be stored video-technically, so that a a more in-depth examination is also possible after the procedure is. In this context it is for example for the be written, conventional, optical stereo endoscope System required that the two separate opti proximal observation systems, one camera each asystem must be coupled. Such coupling however, gears sometimes require a lot of work Adjustment work that also involves handling the endoscope significantly complicate. In addition, the be wrote optical stereo systems in the endos cop existing optical elements, for example rod lenses, some lateral movement in their guide tubes exhibit a system-related Un do not sharpen, at least when adjusting the system is to be prevented.
Alternativ zur konventionellen Bildübertragung zwischen dem distalen Ende und dem proximalen Ende des Endoskops mit Hilfe von optischen Komponenten (Abbildungslinsen, Lichtleitfaseranordnungen, u.ä.) werden verstärkt auch Video-Bildaufnehmer, wie bspw. CCD-Chips verwendet. Es ist deshalb mehrfach vorgeschlagen worden, anstelle der herkömmlichen optischen Übertragungssysteme in der Bildebene der jeweils distal angeordneten Objektive einen Bildaufnehmer anzuordnen, der mittels eines Über tragungssystems mit einer proximal angeordneten Versor gungseinheit verbunden ist. Hierzu wird exemplarisch auf die US-Patentschriften 4 235 447 oder 4 261 344 verwiesen.As an alternative to conventional image transmission between the distal end and the proximal end of the endoscope with the help of optical components (imaging lenses, Optical fiber arrangements, etc.) are also reinforced Video image recorders, such as CCD chips used. It has therefore been proposed several times instead of conventional optical transmission systems in the Image plane of the lenses arranged distally to arrange an image sensor that by means of an over support system with a proximally arranged Versor unit is connected. This is exemplified to U.S. Patents 4,235,447 or 4,261,344 referred.
Hierbei finden Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen, unter denen ladungsgekoppelte Sensorentypen, bspw. CCD- arrays am geeignetsten erscheinen, weitverbreitete Anwendung.Here, solid-state imaging devices, among which charge-coupled sensor types, e.g. CCD Arrays appear most suitable, widely used Application.
Die distale Anordnung derartiger Bildaufnahmesysteme weist u. a. den Vorteil auf, daß die Bildübertragung vom distalen Ende zum proximalen Ende des Endoskops elek tronisch vollzogen werden kann, d. h. die Signalübertra gung erfolgt über entsprechende elektrische Leitungen. Flexiblere Endoskopführungen ohne optische Verzerrungen können somit gewährleistet werden. Ebenso fallen die erheblichen Kostenanteile für das optische Stablinsen übertragungssystem weg, wodurch "elektronische Beobach tungsendoskope" günstiger produziert werden können.The distal arrangement of such imaging systems points u. a. the advantage that the image transmission from distal end to the proximal end of the endoscope elec can be carried out tronically, d. H. the signal transmission supply takes place via appropriate electrical cables. More flexible endoscope guides without optical distortions can thus be guaranteed. They also fall considerable cost share for the optical rod lens transmission system away, thereby "electronic observer endoscopes "can be produced more cheaply.
Aus den US-Patentschriften 4 699 125 oder 4 926 257 gehen derartige Endoskope hervor, an deren distalen Ende Bildaufnahmesysteme vorgesehen sind, die im we sentlichen aus einem Objektiv und einem Festkörperbild aufnahmeelement, vorzugsweise CCD-Array, zusammenge setzt sind.From U.S. Patents 4,699,125 or 4,926,257 such endoscopes emerge at their distal end End imaging systems are provided, which in the we mainly from a lens and a solid image receiving element, preferably CCD array, together sets are.
Vergleichbare elektronische Endoskope sind ferner in folgenden Druckschriften beschrieben: US-PS 5 050 584, US-PS 4 989 586 sowie DE-OS 38 06 190.Comparable electronic endoscopes are also in described the following documents: US Pat. No. 5,050,584, US-PS 4 989 586 and DE-OS 38 06 190.
Bei den genannten Endoskopen ist in der Bildebene des distal angeordneten Objektivs ein Halbleiterbildaufneh mer derart angeordnet, daß die lichtempfindliche Sen sorfläche mit der Achse des Endoskops einen 90°-Winkel einschließt. Mit dem Ziel der Verringerung des Endos kopquerschnittes im distalen Bereich sind somit zumin dest durch die dzt. kleinstmögliche Dimensionierung von Festkörper-Bildaufnahmesensoren Grenzen gesetzt. In the endoscopes mentioned, in the image plane a semiconductor image recording distally arranged lens mer arranged so that the light-sensitive Sen surface with the axis of the endoscope at a 90 ° angle includes. With the aim of reducing the endos Kopquerschnittes in the distal area are at least least due to the smallest possible dimensioning of Solid state imaging sensors set limits.
Alternativ zu den sog. Geradeausblick-Endoskopen, wie sie aus dem vorgenannten Stand der Technik zu entnehmen sind, bieten sog. Seitblick-Endoskope mit parallel zur Endoskopachse ausgerichteten Flächensensoren eine wei tergehende Minimierung des Endoskopquerschnittes. Der artige Vorrichtungen gehen bspw. aus der US-PS 4 685 451, US-PS 4 562 831 sowie aus der deutschen Offen legungsschrift DE 32 33 924 hervor. Seitblickendoskope, deren Blickrichtung senkrecht zur Endoskopachse und somit auch zur Einführbewegung des Endoskops gerichtet sind, dienen in erster Linie zur gastroenterologischen Beobachtung und Untersuchung des Duodenums (Zwölffin gerdarm) und weiterführenden Behandlungen im Gallen gang, welcher gegenüber dem Duodenum um nahezu 90° abgelenkt ist. Zwar ist mit diesem Aufbau der Endoskop querschnitt zu reduzieren, jedoch ist der Operateur nicht in der rage den Bereich zu beobachten, in den das Endoskop in Bewegungsrichtung eindringt.As an alternative to the so-called straight-ahead endoscopes, such as to take them from the aforementioned prior art are offering so-called side-view endoscopes with parallel to Endoscope axis aligned surface sensors a white ongoing minimization of the endoscope cross-section. The Similar devices are known, for example, from US Pat. No. 4,685,451, US-PS 4 562 831 and from the German Offen document DE 32 33 924. Side view endoscopes, whose viewing direction is perpendicular to the endoscope axis and thus also directed towards the insertion movement of the endoscope are primarily used for gastroenterological Observation and examination of the duodenum (twelve small intestine) and further treatments in the bile corridor, which is almost 90 ° with respect to the duodenum is distracted. With this construction, the endoscope is to reduce the cross-section, however, is the surgeon unable to observe the area in which the Endoscope penetrates in the direction of movement.
Im Gegensatz zu den elektronischen Endoskopen, die nur über ein einziges Bildaufnahmesystem verfügen, geht aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 38 06 190 eine elektronische Endoskopeinrichtungen mit jeweils zwei Abbildungsvorrichtungen hervor, die unter Verwendung von Festkörperbildaufnehmern dem Operateur einen räum lichen Eindruck vom Beobachtungsbereich des Endoskops ermöglichen. Zwar bietet die paarweise Anordnung der Bildaufnahmesysteme in Geradeausblickrichtung am dista len Ende des Endoskops dem Operateur-einen Beobach tungsbereich, der unmittelbar vor der Endoskopspitze liegt und ermöglicht somit eine kontrollierte Bewegung des Endoskops ins Körperinnere. Durch die Forderung mit möglichst geringen Endoskopdurchmessern zu arbeiten, kann jedoch die gegenseitige Beabstandung der Bildauf nahmesysteme, die sog. Stereobasis, nicht allzu grob gewählt werden. Diese Forderung steht jedoch der Mög lichkeit der Steigerung des räumlichen Seheindruckes und somit einer möglichst groben Stereobasis, diametral entgegen. Darüber hinaus sind unter Einhaltung mög lichst geringer Endoskopdurchmesser, bei dieser Anord nung Festkörper-Bildsensoren mit sehr geringen Abmes sungen und somit auch schlechterer Auflösung ein setzbar.In contrast to the electronic endoscopes that only have a single image acquisition system German Offenlegungsschrift DE 38 06 190 a electronic endoscope devices with two each Imaging devices using from solid-state image recorders to the surgeon impression of the observation area of the endoscope enable. The paired arrangement of the Imaging systems looking straight ahead at the dista len end of the endoscope to the surgeon-an observer area immediately in front of the endoscope tip lies and thus enables a controlled movement of the endoscope inside the body. By calling with to work with the smallest possible endoscope diameters, However, the mutual spacing of the image can recording systems, the so-called stereo base, not too rough to get voted. However, this requirement is possible possibility of increasing the spatial visual impression and thus the roughest possible stereo base, diametrically opposite. In addition, compliance is possible The smallest endoscope diameter possible with this arrangement Solid-state image sensors with very small dimensions solutions and thus also poorer resolution settable.
Aus der DE 39 21 233.5 geht unter anderem aus der Fig. 4 ein elektronisches Stereoendoskop in Geradeausblick richtung hervor. Hierzu werden zwei getrennt voneinan der bewegbare Bildaufnahmesysteme aus der koaxialen Lage zur Endoskopachse seitlich ausgeschwenkt, so daß die Stereobasis erheblich vergrößert werden kann. Durch den seitlich ausschwenkbaren Klappmechanismus beider Bildaufnahmesysteme kann jedoch auch dem Fordernis eines möglichst geringen Endoskopquerschnittes Rechnung getragen werden. Der vorgeschlagene Lösungsweg bietet zwar dem Operateur einen räumlichen Eindruck des Beob achtungsfeldes in Geradeausblickrichtung, er lädt je doch weitere Freiheitsgrade nicht zu. Außerdem er scheint die genaue Positionierung der beiden Aufnahmes ysteme zueinander problematisch.From DE 39 21 233.5 an electronic stereo endoscope is shown in FIG. 4 in the straight-ahead direction. For this purpose, two of the movable image recording systems that are movable separately from one another are swung out sideways from the coaxial position to the endoscope axis, so that the stereo base can be considerably enlarged. However, due to the folding mechanism of both image recording systems, which can be swung out to the side, the requirement of the smallest possible endoscope cross section can also be taken into account. The proposed solution offers the surgeon a spatial impression of the observation field in the straight-ahead direction, but he does not invite additional degrees of freedom. In addition, the exact positioning of the two recording systems to each other seems problematic.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop mit einem Endoskopschaft, an dessen distalem Ende ein Festkörper-Bildaufnahmesystem angeordnet ist, das in Art einer Seitblickoptik ausgebildet ist, derart wei terzubilden, daß bei möglichst minimalen Endoskopquer schnitt ein möglichst optimaler räumlicher Eindruck des Sichtfeldes erreichbar ist. Ferner soll die dreidimen sionale Beobachtung möglichst den gesamten Hohlraum, innerhalb dem das Stereoendoskop eingeführt ist, erfas sen. Dem Operateuer soll ein möglichst einfach zu be dienendes Beobachtungswerkzeug gegeben werden, das bspw. die Notwendigkeit von Justierungen an der Optik während des Gebrauchs vollkommen ausschließt und die Handhabung weitgehend vereinfacht, so daß die räumliche Orientierung jederzeit unproblematisch ist. Außerdem sollen möglichst großflächige Bildsensoren mit entspre chend hoher Bildauflösung zum Einsatz kommen.The invention has for its object an endoscope with an endoscope shaft, at the distal end of which Solid state imaging system is arranged, which in Kind of a side view optics is formed, such white ter educate that with minimal endoscope cross cut the best possible spatial impression of the Field of vision is reachable. Furthermore, the three dimes sional observation of the entire cavity if possible, within which the stereo endoscope is inserted sen. The operator should be as easy to use as possible serving observation tool that For example, the need for adjustments to the optics completely excludes during use and the Handling largely simplified, so that the spatial Orientation is unproblematic at all times. Furthermore image sensors with the largest possible area should correspond to accordingly high image resolution are used.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß das distale Ende eines Seitblickendoskops, das wenigstens zwei Bildaufnehmer aufweist, sowohl in einer Stellung die Seitblickrichtung und in einer zweiten Stellung die Geradeausblickrichtung einnimmt. Durch die Umstellung der Blickrichtung des Bildaufnahmesystems um wenigstens 90° kann bspw. durch zusätzlicher Drehung des Endoskops um dessen Längsachse die Gesamtheit eines Hohlraums erfaßt werden.The invention is based on the basic idea that distal end of a side view endoscope, at least has two image recorders, both in one position the side gaze direction and in a second position the Looking straight ahead. By the change the viewing direction of the image recording system by at least 90 ° can, for example, by additional rotation of the endoscope around its longitudinal axis the entirety of a cavity be recorded.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet. Erfindungsgemäß weist das Endoskop mit einem an seinem distalen Ende angebrachten Festkörper-Bildaufnahmesystem, das in Art einer Seitblickoptik ausgebildet ist, wenigstens zwei Bildaufnehmer auf. Zusätzlich ist der Endoskopschaft im distalen Bereich derart abwinkelbar, daß die Blickrich tung des Festkörper-Bildaufnahmesystems in etwa paral lel zur Achse des proximalen Teils des Endoskopschaftes ausgerichtet werden kann. Ebenso ist es erfindungsgemäß möglich, die Blickrichtung des Festkörper-Bildaufnah mesystems in etwa koaxial mit der Achse des proximalen Teils des Endoskopschaftes anzuordnen. An inventive solution to this problem is in the Claims 1 and 2 marked. According to the invention has the endoscope with one at its distal end attached solid-state imaging system, which is described in Art a side view optic is formed, at least two Imager on. In addition, the endoscope shaft is in the distal area can be angled in such a way that the gaze device of the solid-state imaging system approximately in parallel lel to the axis of the proximal part of the endoscope shaft can be aligned. It is also according to the invention possible, the direction of view of the solid-state image measuring system approximately coaxial with the axis of the proximal Arrange part of the endoscope shaft.
In anderen Worten ausgedrückt, besteht der allgemeine Erfindungsgedanke darin, ein Stereobildaufnahme-Endos kop für den Eindringvorgang in den Hohlraum mit mö glichst geringem Querschnitt des Endoskopschaftes zu realisieren, gleichwohl aber für eine möglichst grobe Stereobasis bei gleichzeitiger Verwendung großflächiger Festkörper-Bildsensoren mit hoher Bildauflösung zu sorgen, um einen möglichst ausgeprägten dreidimensiona len Seheindruck zu gewährleisten. Hierbei sind die Bildaufnahmesysteme im distalen Bereich des Endoskop schaftes in Seitblickrichtung derart vorgesehen, so daß die lichtempfindlichen Festkörper-Bildsensoren in En doskoplängsachse hintereinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß der kleinste Endoskopschaftquer schnitt nicht von beiden Dimensionen eines Bildsensors abhängt, sondern nur von einer Sensorlängsseite. Eine möglichst geringe Endoskopquerschnittsbemassung ist somit möglich.In other words, the general one exists The inventive idea therein is a stereo imaging endos Kop for the penetration into the cavity with poss the smallest possible cross-section of the endoscope shaft realize, but nevertheless for a rough as possible Stereo base with simultaneous use of large areas Solid state image sensors with high image resolution too to ensure the most pronounced three-dimensional len to ensure visual impression. Here are the Imaging systems in the distal area of the endoscope Shank provided in the side view direction so that the photosensitive solid-state image sensors in En doskoplängsachse are arranged one behind the other. This has the advantage that the smallest endoscope shaft cross did not cut from both dimensions of an image sensor depends, but only on one long side of the sensor. A is the smallest possible endoscope cross-sectional dimension thus possible.
Ist das Endoskop innerhalb des zu beobachtenden Hohl raumes eingebracht, so ist die am distalen Endoskopende angebrachte Beobachtungseinheit aus einer Seitblick richtung erfindungsgemäß in eine zweite Stellung, die eine Geradeausblickrichtung ermöglicht, überführbar. Zur einfacheren Handhabung des Endoskops für den Opera teur ist vorzugsweise eine definierte Lageänderung des Endoskopschaftes zwischen Seitblickrichtung und Gerade ausblickrichtung vorgesehen. Die Handhabung wird für den Operateur wesentlich vereinfacht und die Zuordnung zwischen Seitblick- und Geradeausblickrichtung wird dadurch vereinfacht. Die Orientierung im Hohlraum durch zwei vorgegebene Blickrichtungseinstellungen wird da durch verbessert. The endoscope is inside the hollow to be observed space, it is at the distal end of the endoscope attached observation unit from a side view direction according to the invention in a second position, the enables a straight-ahead view, can be transferred. For easier handling of the endoscope for the Opera A defined change in position of the is preferably expensive Endoscope shaft between the side view and straight line outlook direction provided. Handling is for the surgeon significantly simplified and the assignment between the side view and the straight view direction thereby simplified. Orientation in the cavity through two default gaze direction settings will be there through improved.
Natürlich kann je nach Anwendungsfall auch eine konti nuierliche Bewegung des Endoskopschaftes in mehrere Richtungen erfolgen.Of course, depending on the application, a conti Nuclear movement of the endoscope shaft in several Directions are done.
Eine zur Endoskoplängsachse koaxial angeordnete Blick richtung des abgewinkelten Endoskopschaftes am-distalen Bereich wird erfindungsgemäß derart ermöglicht, daß durch eine 90° Abwinkelung relativ zur Endoskoplängs achse das Festkörper-Bildaufnahmesystem quasi in Gera deausblickrichtung umklappbar ist. Die diskrete De formation des Endoskopschaftes kann mit Hilfe (gemäß Anspruch 9) einer im distalen Bereich des Endoskop schaftes vorgesehenen Baueinheit, die in bevorzugter weise aus einem Werkstoff mit thermischen oder mechani schen Gedächtnisvermögen besteht, vorgenommen werden. Hierzu wird der Endoskopschaft, der einen starren und einen sich verformbaren Teil aufweist, während des Einführvorganges in den Hohlraum durch eine längliche Tokarhülse hindurch geführt. Tritt der sich verformbare Teil des Endoskopschaftes im Hohlraum aus der Trokar hülse hervor, so nimmt er automatisch seine vorgegebene Form an, die derart vorgesehen ist, daß das Bildaufnah mesystem vorzugsweise in Geradeausblickrichtung orien tiert ist.A view coaxial to the longitudinal axis of the endoscope Direction of the angled endoscope shaft on the distal end Area is made possible according to the invention in such a way that due to a 90 ° angle relative to the endoscope axis the solid-state imaging system, so to speak, in Gera the view direction can be folded down. The discrete De formation of the endoscope shaft can be done with the help (according to Claim 9) one in the distal area of the endoscope shaft provided unit, which is preferred wise from a material with thermal or mechanical memory, can be made. To do this, the endoscope shaft is rigid and rigid has a deformable part during the Insertion into the cavity through an elongated Tokar sleeve passed through. Kick the deformable Part of the endoscope shaft in the cavity from the trocar sleeve, it automatically takes its default Form, which is provided such that the picture Measuring system preferably in a straight line of sight is.
Diese Abwinkelung des Endoskopschaftes im distalen Bereich kann auch gesteuert vorsichgehen, indem inner halb des sich verformbaren Teils des Endoskopschaftes Bowdenzüge oder steuerbare Gelenke vorgesehen sind, die manuell oder motorisch bedienbar sind.This bending of the endoscope shaft in the distal The area can also be controlled by inside half of the deformable part of the endoscope shaft Bowden cables or controllable joints are provided that can be operated manually or by motor.
Neben der Möglichkeit einer 90°-Abwinkelung des Endos kopschaftes im distalen Bereich, die eine zur Endoskop längsachse parallele aber nicht koaxiale räumliche Beobachtungsmöglichkeit bietet, ist erfindungsgemäß eine weitere Möglichkeit der Abwinkelung des Endoskop schaftes im distalen Bereich vorgesehen, die eine mit der Achse des proximalen Teils des Endoskopschaftes koaxiale Beobachtung in räumlicher Qualität vorsieht.In addition to the possibility of a 90 ° bend in the endos head shaft in the distal area, one to the endoscope longitudinal axis parallel but not coaxial spatial The possibility of observation is in accordance with the invention another way of bending the endoscope shaft provided in the distal area, the one with the axis of the proximal part of the endoscope shaft provides coaxial observation in spatial quality.
Die vorstehende Beobachtungsvariante weist zusätzlich den Vorteil auf, daß der Operateur einen räumlichen Seheindruck von dem Beobachtungsfeld durch das Endoskop vermittelt bekommt, das sich unmittelbar in Vorstoß richtung des Endoskops und somit weitgehend koaxial mit der Endoskoplängsachse vor dem distalen Bereich des Endoskops befindet.The above observation variant also shows the advantage that the surgeon has a spatial Visual impression of the observation field through the endoscope gets mediated, which is immediately in advance direction of the endoscope and thus largely coaxial with the longitudinal axis of the endoscope in front of the distal area of the Endoscope.
Die Handhabung des Endoskops mit koaxialer Anordnung des Festkörper-Bildaufnahmesystems in Geradeausblick richtung ist ähnlich wie bei konventionellen Stablin senendoskopen. Eine Umgewöhnung auf anderweitige Abbil dungseigenschaften wird mit dieser Endoskoplösung ver meidbar.Handling the endoscope with coaxial arrangement of the solid-state imaging system in a straight view direction is similar to conventional Stablin senendoscopes. Getting used to a different image properties of this endoscope solution avoidable.
Diese distale Anordnung des Festkörper-Bildaufnahme systems ist bereits mit nur einem Bildaufnehmer von Vorteil.This distal arrangement of solid-state imaging systems is already with just one image sensor from Advantage.
Der Einsatz derartiger Stereoendoskope mit möglichst großer Stereobasis, zum Erzielen eines intensiven räum lichen Seheindrucks dient dem Operateur in erster Linie zur besseren Abschätzung von räumlichen Beabstandungen. Insbesondere das Hantieren von weiteren endoskopischen Werkzeugen, zur Durchführung inkorporaler Behandlungen im Sichtkegel des Stereoendoskops wird durch die Räum lichkeit des Seheindruckes entscheidend vereinfacht. Der Operateur ist somit in der Lage mit wenigstens zwei in dem Hohlraum eingebrachten Werkzeugen derart zu agieren, als würde der Operateur einen direkten Ein blick zu der zu behandelnden Stelle besitzen. Ferner ist es möglich, absolute Vermessungen durch das erfin dungsgemäße Stereoendoskop vorzunehmen. Neben der be reits erwähnten entscheidenden Verbesserung zur kon trollierten Durchführung komplizierter Operationste chniken mittels Endoskopwerkzeugen innerhalb von Hohl räumen, bspw. Magen, Blase, Darm etc., kann mit dem erfindungsgemäßen Stereoendoskop durch die räumliche Beobachtung der gesamten Innenseite von schlauchförmi gen Hohlräumen wie Darmgefäße eine verbesserte Diagnose durchgeführt werden.The use of such stereo endoscopes with as much as possible large stereo base, to achieve an intensive space The visual impression primarily serves the surgeon to better estimate spatial spacing. In particular, handling other endoscopic ones Tools for performing incorporeal treatments in the viewing cone of the stereo endoscope is through the rooms The visual impression is significantly simplified. The surgeon is thus able to use at least two tools placed in the cavity act as if the surgeon were a direct on have a view of the area to be treated. Further it is possible to make absolute measurements through the inventions make stereo endoscope according to the invention. In addition to the be decisive improvement to the con trolled execution of complicated surgical tasks techniques using endoscope tools within Hohl clear, e.g. stomach, bladder, intestine, etc., can with the stereo endoscope according to the invention by the spatial Observation of the entire inside of tubular against cavities such as intestinal vessels an improved diagnosis be performed.
Gemäß Anspruch 3 weist das am distalen Ende des Endos kops angebrachte Festkörper-Bildaufnahmesystem wenig stens zwei Bildaufnehmer auf, die im wesentlichen aus einem Objektiv und einem lichtempfindlichen Festkörper- Bildsensor, bspw. einem CCD-Array, bestehen. Die je weils paarweise zugeordneten Bildaufnehmer sind dabei derart zueinander angeordnet, so daß zumindest die optischen Achsen ihre Objektive einen Konvergenzwinkel einschließen, der bspw. über steuerbare Mikrostellele mente einstellbar ist. Durch die Änderung des Konver genzwinkels ist es bspw. möglich, den Abstand zwischen der Objektivebene und dem Entfernungspunkt, an dem sich die Sichtfelder beider Bildaufnahmesysteme überschnei den, in einem gewissen Bereich zu variieren. Somit ist der Operateur in der Lage, das optische System in sei nen räumlichen Abbildungsqualitäten optimal an den Ent fernungsbereich vor der Objektivebene anzupassen, auf den sich das Beobachtungs-interesse, bspw. bedingt durch die Vornahme eines Operationsvorganges mittels weiterer Endoskopwerkzeuge, bezieht. According to claim 3, this has at the distal end of the endos kops attached solid state imaging system little at least two image recorders, which essentially consist of a lens and a light-sensitive solid-state Image sensor, for example a CCD array. The ever because image pairs assigned in pairs are included arranged to each other so that at least the optical axes their lenses a convergence angle include, for example, via controllable microstellels elements is adjustable. By changing the conver genzwinkel it is possible, for example, the distance between the lens plane and the distance point at which the fields of vision of both imaging systems overlap to vary within a certain range. So is the surgeon is able to get the optical system in spatial mapping qualities optimally to the Ent distance range in front of the lens plane to adjust which the interest in observation, for example by performing an operation using other endoscope tools.
Ebenso sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß Anspruch 15 die Veränderbarkeit der Stereobasis der Bildaufnehmer vor, so daß die räumlichen Betrachtungs qualitäten an die aktuellen Gegebenheiten des Sichtfel des angepaßt werden können.A preferred embodiment according to FIG Claim 15 the changeability of the stereo base of the Image sensor before, so that the spatial viewing qualities to the current conditions of the field of vision can be adjusted.
Zur Beleuchtung der zu beobachtenden inkorporalen Kör perstellen dienen vorzugsweise Lichtleiterausgänge, die jeweils in Blickrichtung der Festkörper-Bildaufnahmes ysteme angeordnet sind. Eine symmetrische Anordnung der Lichtausgänge um die Bildaufnahmesysteme ermöglicht ferner eine homogene Ausleuchtung, die insbesondere für stereoskopische Aufnahmen unabdingbar sind.For illuminating the incorporeal bodies to be observed Perstellen preferably serve fiber optic outputs that each in the direction of view of the solid-state image systems are arranged. A symmetrical arrangement of the Light outputs around the image acquisition systems enabled also a homogeneous illumination, especially for stereoscopic recordings are essential.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, daß die Bildaufnehmer, zumindest aber die Festkörper-Bildsen soren mechanisch vorzugsweise auf einer einzigen Lei terplatte angebracht sind. Eine derartige Kombination verhindert eine ungewollte Dejustierung und garantiert für eine ungestörte Übertragung der durch die Bildauf nehmer gewonnenen Bildsignale, die durch die Festkör per-Bildsensoren in elektrische Signale umgewandelt und über entsprechende Leitungen entlang des Endoskopschaf tes zur einer proximal angebrachten Videobildverarbei tungseinheit weitergeleitet werden.It has proven to be particularly advantageous that the Image recorders, or at least the solid-state images mechanically preferably on a single Lei terplatte are attached. Such a combination prevents unwanted misalignment and guarantees for an undisturbed transmission of the images image signals obtained by the solid per-image sensors converted into electrical signals and via appropriate lines along the endoscope sheep for a proximally attached video image processing unit are forwarded.
Die elektronische Ansteuerung der Festkörper-Bildsen soren in Form von geeigneten Taktsignalen, die für eine einwandfreie Funktion der Sensoren notwendig sind, und die Bereitstellung der Versorgungsspannung können für zwei oder mehr Sensoren über identische Signalleitungen bzw. Versorgungsleitungen geleitet werden, da die not wendigen Eingangssignale für die Festkörper-Bildsenso ren identisch sind. Die Verwendung von mehr als einem Bildaufnehmer führt somit nicht zu einer Verdopplung der Eingangs-Signalleitungen, so daß der Endoskopquer schnitt auf ein Minimum gehalten werden kann. Pro Bild aufnehmer muß nur eine Ausgangssignalleitung vorgesehen werden, um die Videobildinformation nach proximal zu übertragen.The electronic control of the solid state images sensors in the form of suitable clock signals for a proper functioning of the sensors are necessary, and the supply voltage can be provided for two or more sensors via identical signal lines or supply lines are routed because the emergency nimble input signals for the solid-state image sensors ren are identical. The use of more than one Image recorders therefore do not lead to duplication of the input signal lines so that the endoscope cross cut can be kept to a minimum. Per picture transducer only has to provide an output signal line to move the video image information proximally transfer.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß gemäß An spruch 20 die für das taktweise Auslesen der Festkör per-Bildsensoren erforderlichen Taktsignale in einer elektronischen Aufbereitungseinheit, die im distalen Bereich des Endoskopschaftes angebracht ist, aufberei tet werden.It has proven to be advantageous that according to An Proverb 20 for reading the solids in cycles per-image sensors required clock signals in one electronic processing unit operating in the distal Area of the endoscope shaft is attached, reconditioning be tested.
Die von zwei Bildaufnahmesystemen aufgenommen einzelnen Objektfelder werden wie bereits besprochen in elektri sche Signale umgewandelt und an eine proximal ange brachte Kontroll-, Verarbeitungs- und Darstellungsein heit weitergeleitet. Die proximalseitige Kontrollein heit sorgt für die Generierung der Takte zum Auslesen der Bildaufnehmer, die Verarbeitungseinheit für die zweikanalige Weiterverarbeitung der durch die Bildauf nehmer gewonnenen Bildsignale die sodann als Videosig nale einer Darstellungseinheit zugeleitet werden.The individual captured by two imaging systems Object fields are, as already discussed, in electri cal signals converted and attached to a proximal brought control, processing and presentation forwarded. The proximal control unit ensures the generation of the clocks for reading out the image sensor, the processing unit for the two-channel processing by the Bildauf image signals then acquired as video signals signals to a display unit.
Bspw. können die Videosignale der beiden Bildaufnahmes ysteme abwechselnd je 50 mal/sec auf einen Monitor übertragen werden. Mit einem derartigen Monitor, der mittels einer durch Infrarotstrahlen gekoppelten Brille zu betrachten ist, die mit einer Flüssigkristallschicht ausgestattet ist, können beide aufgenommenen Objektfel der, die synchron mit der Bildschirmfrequenz abwech selnd auf dem Bildschirm erscheinen mit dem zugeordne ten Auge betrachtet werden. Hierzu nimmt durch synchro ne Abdunkelung der Brille das Bild bspw. des rechten Bildaufnahmesystems das rechte Auge und im nächsten Augenblick das des linken Bildaufnahmesystem das linke Auge wahr. Im Gehirn werden die visuellen Informationen bei entsprechend hoher Bildwiedergabefrequenz zu einem dreidimensionalen Bild verarbeitet. Somit kann ein dreidimensionales Bild nach dem vorgenannten "Ein- Monitor-Shutter-Prinzip" erzeugt werden. Durch Betrach ten des Bildschirmes kann der Operateur ohne Anstren gung und augenermüdenden Benutzung von Durchblicken doskopen den Vorgang innerhalb eines Hohlraumes beob achten während er mit weiteren Werkzeugendoskopen ar beitet. Operationen werden dadurch erheblich erleich tert, in dem das dreidimensionale Abbild auf dem Moni tor quasi einen direkten Blick durch die Bauchdecke ermöglicht.E.g. can record the video signals of the two images ysteme alternately 50 times / sec on one monitor be transmitted. With such a monitor that using glasses coupled by infrared rays is to be considered with a liquid crystal layer is equipped, both recorded object fields the one that varies in sync with the screen frequency appear on the screen with the assigned th eye. This takes place through synchro ne darkening of the glasses the picture of the right one Imaging system the right eye and in the next Instant that of the left imaging system the left Eye true. In the brain is the visual information at a correspondingly high image playback frequency to one three-dimensional image processed. Thus a three-dimensional image according to the above Monitor-shutter principle ". By viewing The operator can effortlessly use the screen and eye-tiring use of perspectives Doskopen observe the process within a cavity pay attention while working with other tool endoscopes works. This will make operations considerably easier tert, in which the three-dimensional image on the Moni almost a direct view through the abdominal wall enables.
Gemäß Anspruch 22 ist es vorgesehen, daß der distale Endbereich des Endoskops mit dem Festkörper-Bildaufnah mesystem für die Stereobetrachtung als vom Instrument lösbare Stereovideosonde ausgeführt ist, welches ein magnetisches Element enthält, durch das die Sonde z. B. unter Verwendung eines zweiten äußeren-Magneten an, beispielsweise der Bauchdecke positionierbar und be festigbar ist. Hiermit wird es möglich, Beobachtung spositionen einzunehmen, an die man mit einem einzigen Endoskopeinstich nicht hinkommt, ohne dabei weitere Einstiche vornehmen zu müssen. Ist erst einmal die Videosonde in das Körperinnere eingebracht und mittels eines äußeren Magneten unterhalb der bspw. Bauchdecke fixiert, so kann durch Verschieben des äußeren Magneten die Videosonde an fast beliebige Stellen unterhalb der Bauchdecke gebracht werden. According to claim 22 it is provided that the distal End area of the endoscope with the solid-state image recording measuring system for stereo viewing as from the instrument detachable stereo video probe is executed, which is a contains magnetic element through which the probe z. B. using a second outer magnet, for example, the abdominal wall can be positioned and be is fixable. This makes observation possible to take positions to which one can Endoscope puncture does not get there without doing more Need to make punctures. First is that Video probe inserted into the body and by means of an outer magnet below the abdominal wall, for example can be fixed by moving the outer magnet the video probe to almost any location below the Abdominal wall.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla risch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten er findungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:The invention is hereinafter without limitation general inventive concept based on execution examples with reference to the drawing exempla risch described on the rest of the Revelation of all not explained in the text explicitly referenced details becomes. Show it:
Fig. 1 in einem Hohlraum eingebrachtes Stereo endoskop mit 90° Abwinkelung des Endoskopschaftes, Fig. 1 introduced into a cavity stereo endoscope with a 90 ° bending of the endoscope shaft,
Fig. 2a, b Querschnittsdarstellung des erfindungsge mäßen Seitblickendoskopkopfes Fig. 3a, b Seitenansicht eines Stereo-Seitblicken doskops mit zweifachen Ablenkung im dista len Bereich des Endoskopschaftes zur koa xialen Ausrichtung des Endoskopschaftes zur Endoskoplängsachse und FIG. 2a, b show cross sectional view of the erfindungsge MAESSEN Seitblickendoskopkopfes Fig. 3a, b side view of a stereo Seitblicken doskops with double deflection in dista len field of the endoscope shaft to koa xialen orientation of the endoscope shaft to the endoscope longitudinal axis and
Fig. 4 Querschnittsdarstellung durch den distalen Endoskopbereich mit Geradeaus- und Seit blickoptik. Fig. 4 cross-sectional view through the distal endoscope area with straight and side view optics.
In Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung abgebildet, die ein Stereoseitblickendoskop zeigt, das durch eine Trokarhülse (1) in das Innere eines menschlichen Hohl raumes durch die Bauchdecke (2) eingeführt ist. Nachdem der beweglich ausgebildete Teil des Endoskopschaftes (4) ganz aus der Trokarhülse (1) im Körperinneren her ausragt, klappt der distale Bereich um etwa 90° zur Endoskoplängsachse um. Der Klappmechanismus kann bspw. durch in dem beweglichen Teil des Endoskopschaftes eingebrachte Erinnerungsmaterialien, mit thermischem oder mechanischem Gedächtnisvermögen ausgelöst werden. Ebenso können geeignet angebrachte Bowdenzüge im inne ren des Endoskopschaftes die Umlenkung des distalen Bereichs bewirken.In Fig. 1, a cross-sectional view is shown, which shows a stereo side-view endoscope, which is inserted through a trocar sleeve ( 1 ) into the interior of a human cavity through the abdominal wall ( 2 ). After the moveable part of the endoscope shaft ( 4 ) protrudes completely from the trocar sleeve ( 1 ) inside the body, the distal area folds about 90 ° to the longitudinal axis of the endoscope. The folding mechanism can be triggered, for example, by memory materials with thermal or mechanical memory inserted in the movable part of the endoscope shaft. Likewise, appropriately attached Bowden cables in the interior of the endoscope shaft can cause the deflection of the distal area.
Die zur Stereobetrachtung erforderlichen Bildaufnahmes ysteme bestehen aus einem Paar identisch ausgebildeter Bildaufnehmer, die jeweils einen Festkörper-Bildsensor (5) aufweisen, vor den in Blickrichtung jeweils ein Objektiv (6) angebracht ist. Die Festkörper-Bildsensor en, sind auf einer gemeinsamen Leiterplatine (7) ange ordnet, damit ungewollte Dejustierungen vermeidbar sind. Der Festkörper-Bildsensor (5) ist in aller Regel ein CCD-Array in Form eines Chips. Es können jedoch auch lichtempfindliche Sensorelemente verwandt werden, sogenannte "Die-Elemente", die keine weiteren Ge häuseelemente aufweisen.The image recording systems required for stereo viewing consist of a pair of identically designed image recorders, each of which has a solid-state image sensor ( 5 ), in front of which a lens ( 6 ) is attached in the viewing direction. The solid-state image sensors are arranged on a common printed circuit board ( 7 ) so that undesired misalignments can be avoided. The solid-state image sensor ( 5 ) is usually a CCD array in the form of a chip. However, light-sensitive sensor elements can also be used, so-called “die elements”, which have no further housing elements.
Die Festkörper-Bildsensoren sind in Achsrichtung des Endoskopschaftes hintereinander angeordnet, so daß die Möglichkeit der gegenseitigen Beabstandung in fast beliebigen Bereichen variierbar ist.The solid-state image sensors are in the axial direction of the Endoscope shaft arranged one behind the other so that the Possibility of mutual spacing in almost any range is variable.
Durch die gegenseitige Überlappung beider Objektfelder die in der Fig. 1 als schraffierter Bereich dargestellt ist, ist eine räumliche Betrachtungsweise durch das Endoskop möglich.Due to the mutual overlap of both object fields, which is shown as a hatched area in FIG. 1, a spatial view through the endoscope is possible.
Wird das Endoskop an seinem starren Endoskopschaft (3) durch die Trokarhülse aus dem Hohlraum wieder ent nommen, so richtet sich der verformbare Abschnitt (4) des distalen Bereichs des Endoskops wieder parallel zur Endoskopachse aus, so daß die in der Fig. 1 dargestellt Orientierung der Blickrichtung, die im ausgefahrenen Zustand des Endoskops koaxial zur Achse des starren Endoskopschaftes (3) verläuft, wieder in eine Seit blickrichtung zurückklappt. Durch Drehung des Endoskop schaftes um seine Längsachse ist es möglich, noch bevor der Bildaufnahmekopf in der Trokarhülse (1) verschwin det, den gesamten Hohlraum in einem 360°-Schwenk zu beobachten.If the endoscope on its rigid endoscope shaft ( 3 ) is removed from the cavity through the trocar sleeve, the deformable section ( 4 ) of the distal region of the endoscope is again aligned parallel to the endoscope axis, so that the orientation shown in FIG. 1 the line of sight, which extends coaxially to the axis of the rigid endoscope shaft ( 3 ) when the endoscope is extended, folds back into a side viewing direction. By rotating the endoscope shaft about its longitudinal axis, it is possible to observe the entire cavity in a 360 ° swivel even before the image recording head disappears in the trocar sleeve ( 1 ).
Unter Verwendung eines durchsichtigen Materials für die Trokarhülse 1 können mit dieser Vorrichtung auch Seit blick-Beobachtungen vorgenommen werden, gleichwohl der distale Bereich des Endoskops bereist vollkommen in der Trokarhülse steckt.Using a transparent material for the trocar sleeve 1 , this device can also be used for gaze observations, although the distal area of the endoscope is already completely in the trocar sleeve.
In Fig. 2a ist eine deutlichere Querschnittsdarstel lung durch den distalen Bereich des Endoskops wieder gegeben.In Fig. 2a, a clearer Querschnittsdarstel lung is again given by the distal region of the endoscope.
Die parallel angeordneten Festkörper-Bildsensoren (5) sind auf einer gemeinsamen Leiterplatte (7) angeordnet. Den lichtempfindlichen Bildsensoren (5) gegenüberlie gend sind jeweils Objektivlinsen (6) zugeordnet, die den Lichteinfall durch die Eintrittsfenster (7) ent sprechend auf die lichtempfindlichen Bildsensoren (5) abbilden. Zur Beleuchtung der zu untersuchenden Objekte sind in Blickrichtung und symmetrisch zu den Bildauf nehmern Lichtleiterausgänge (8) vorgesehen, die für eine ausreichende Beleuchtung beider Objektfelder sor gen. Durch die Variation der Stereobasis Sb, kann der räumliche Eindruck verstärkt bzw. abgeschwächt werden. Hierzu sind die Bildaufnehmer bewegbar zueinander ange ordnet. The parallel solid-state image sensors ( 5 ) are arranged on a common circuit board ( 7 ). Objective lenses ( 6 ) are assigned to the light-sensitive image sensors ( 5 ) in each case, which represent the light incident through the entrance window ( 7 ) accordingly on the light-sensitive image sensors ( 5 ). To illuminate the objects to be examined, fiber optic outputs ( 8 ) are provided in the line of sight and symmetrically to the image recorders, which ensure sufficient illumination of both object fields. By varying the stereo base Sb, the spatial impression can be enhanced or weakened. For this purpose, the image recorders are arranged to be movable relative to one another.
In Fig. 2b ist ähnlich zu Fig. 2a eine Querschnitts darstellung wiedergegeben, bei der ein modifiziertes optisches System dargestellt ist, mit dem prinzipiell auch geringere Stereobasen realisierbar sind. Die Be zugsziffern sind an die vorgehenden Figuren angelehnt. Unter Verwendung von sogenannten Kantenprismen 9 können die Strahlenverläufe weitgehend verlustfrei umgelenkt werden, so daß bei fest eingestellter Beabstandung der Festkörper-Bildsensoren 5 eine von diesem Abstand ab weichende Stereobasis Sb einstellbar ist. Ferner ist in der Anordnung der Fig. 2b ein Bildaufnehmer in Gera deausblick-Richtung angebracht.In Fig. 2b, 2a is a cross-section similar to FIG. Given illustration, wherein a modified optical system is shown in principle also be realized with the low stereo bases. The reference numbers are based on the preceding figures. Using so-called edge prisms 9 , the beam paths can be deflected largely without loss, so that with a fixed spacing of the solid-state image sensors 5, a stereo base Sb that deviates from this distance can be set. Furthermore, in the arrangement of FIG. 2b, an image sensor is attached in the straight-ahead direction.
In Fig. 3a ist ein Seitenanblick eines Stereoendoskops dargestellt, dessen Blickrichtung koaxial mit der star ren Endoskopachse nach zweimaliger Abwinkelung im ver formbaren Teil des Endoskops, verläuft. Durch die bei den Biegebereiche (4), die jeweils gegenläufige Biege linien aufweisen, kann der ursprünglich in Seitblick richtung orientierte distale Bereich des Endoskops derart orientiert werden, daß die Blickrichtung durch das Bildaufnahmesystem koaxial mit der starren Endos kopachse verläuft. Abermals kann der quasi "S-förmige" Biegeverlauf im distalen Bereich des Endoskops durch formgebende Materialien, die bspw. über ein Gedächtnis vermögen verfügen, hervorgerufen werden. Ebenso sind gesteuerte Biegekurven über Bowdenzügen oder steuerbare Gelenke erzielbar.In Fig. 3a is a side view of a stereo endoscope is shown, the direction of view coaxial with the star ren endoscope axis after two bends in the deformable part of the endoscope ver. By the at the bending areas ( 4 ), each having opposite bending lines, the distal area of the endoscope originally oriented in the sideways direction can be oriented such that the viewing direction through the image recording system is coaxial with the rigid endoscopaxis. Once again, the quasi "S-shaped" bending curve in the distal area of the endoscope can be caused by shaping materials that have, for example, a memory. Controlled bending curves can also be achieved via Bowden cables or controllable joints.
Das Einbringen des an sich nicht geradlinigen Endoskop kopfes er folgt ebenfalls mit Hilfe einer Trokarhülse (1), die während des Einführvorgangs in einen Hohlraum eine geradlinige Formgebung des Endoskopschaftes er zwingt (siehe hierzu Fig. 3b). Tritt der distale Be reich in Vorschubrichtung aus der Trokarhülse heraus, so nimmt der distale Bereich automatisch seine vorgege bene Form in der beschriebenen Weise ein.The introduction of the endoscope head, which is not in itself a straight line, also follows with the aid of a trocar sleeve ( 1 ), which forces a straight-line shape of the endoscope shaft during the insertion process (see FIG. 3b). If the distal region in the advancing direction emerges from the trocar sleeve, the distal region automatically assumes its predetermined shape in the manner described.
Als weitere besondere Ausführungsform sind in beiden der vorgenannten Endoskopen Führungskanäle vorgesehen, durch die insbesondere im abgewinkelten Zustand der distalen Bereiche Werkzeuge in den Beobachtungsbereich einbringbar sind (nicht dargestellt). Hiermit kann mit nur einem Endoskopeingriff sowohl eine räumliche Beob achtung als auch Manipulationen mit geeigneten Werk zeugen vorgenommen werden.As a further special embodiment are in both of the aforementioned endoscopes, guide channels are provided, through the in particular in the angled state of the distal areas tools in the observation area can be introduced (not shown). Hereby can only one endoscope intervention both a spatial observation attention as well as manipulations with suitable work witnesses are made.
Es ist jedoch auch denkbar, daß eine Vielzahl von Bild aufnahmesystemen in dem distalen Bereich des Endoskop schaftes vorgesehen werden können. Als besonders geeig nete Ausführungsform zeigt die Fig. 4 neben den Bild aufnehmern in der Seitblickrichtung ein zusätzlicher Bildaufnehmer in der Geradeaus-Blick-Richtung, so daß eine simultane Beobachtung in beiden Blickrichtungen möglich ist.However, it is also conceivable that a plurality of image recording systems can be provided in the distal region of the endoscope shaft. As a particularly suitable embodiment, FIG. 4 shows, in addition to the image recorders in the sideways gaze direction, an additional image transducer in the straight-ahead gaze direction, so that simultaneous observation in both gaze directions is possible.
Durch einen Strahlteiler 9 in Form eines quaderförmigen Kantenprismas sind zwei im rechten Winkel zueinander stehende Festkörper-Bildsensoren 5′ und 5′′ synchron mit dem Abbild der jeweiligen Objektfelder mittels der zugehörigen Objektive 6′ und 6′′ zu beaufschlagen. Zu den einzelnen Bildaufnahmesysteme, die in Fig. 4 nur im Querschnitt dargestellt sind, sind in nebeneinander angeordneter Weise weitere Bildaufnahmesysteme in der gleichen 90°-Anordnung zu denken.By means of a beam splitter 9 in the form of a cuboidal edge prism, two solid-state image sensors 5 'and 5 ''which are at right angles to one another are to be applied synchronously with the image of the respective object fields by means of the associated lenses 6 ' and 6 ''. For the individual image recording systems, which are only shown in cross section in FIG. 4, further image recording systems in the same 90 ° arrangement are to be thought of in a manner arranged side by side.
Claims (23)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924241938 DE4241938B4 (en) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Endoscope especially with stereo side-view optics |
PCT/DE1993/001187 WO1994013190A1 (en) | 1992-12-11 | 1993-12-11 | Endoscope, especially with stereo side-look optics |
US09/174,255 US6450950B2 (en) | 1992-11-12 | 1998-10-16 | Endoscope having stereo-lateral-view optics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924241938 DE4241938B4 (en) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Endoscope especially with stereo side-view optics |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4241938A1 true DE4241938A1 (en) | 1994-06-16 |
DE4241938B4 DE4241938B4 (en) | 2004-11-04 |
Family
ID=6475079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924241938 Expired - Lifetime DE4241938B4 (en) | 1992-11-12 | 1992-12-11 | Endoscope especially with stereo side-view optics |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4241938B4 (en) |
WO (1) | WO1994013190A1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996025874A1 (en) * | 1995-02-22 | 1996-08-29 | Concurrent Technologies Corp. | Stereo laparoscope appratus and method |
US5976076A (en) * | 1995-02-22 | 1999-11-02 | Kolff; Jack | Stereo laparoscope with synchronized optics |
WO2002024058A2 (en) * | 2000-09-21 | 2002-03-28 | Medigus Ltd. | Multiple view endoscopes |
WO2001067964A3 (en) * | 2000-03-16 | 2002-04-18 | Medigus Ltd | Fundoplication apparatus and method |
GB2370374A (en) * | 1999-10-04 | 2002-06-26 | Jack Kolff | Stereo laparoscope with synchronized optics |
WO2002078528A1 (en) | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Endoscopic visualisation device comprising various image systems |
DE10259795A1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-07-08 | Siemens Ag | Imaging device for installation in the roof area or in the outside mirror of a motor vehicle |
US6767321B2 (en) | 1999-10-04 | 2004-07-27 | Robert Czarnek | Stereo laparoscope with discrete working distance |
EP1683472A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-07-26 | Karl Storz Imaging Inc. | Variable direction of view instrument with distal image sensor |
DE102008018636A1 (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-15 | Storz Endoskop Produktions Gmbh | Device and method for endoscopic 3D data acquisition |
FR2979054A1 (en) * | 2011-08-17 | 2013-02-22 | Albert Edmond Andre Jean Leon Guenier | Rigid video-endoscope with vision deviated to ninety degrees, for use by dental surgeon, has sensors movable around rotational axes, and optical systems preceding sensors, where axes of systems coincide with axes of sensors |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0829701A (en) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Olympus Optical Co Ltd | Stereoscopic viewing endoscope system |
JP2001275964A (en) | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Video scope |
DE102013110543A1 (en) * | 2013-09-24 | 2015-03-26 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Apparatus for capturing an image of an object field on a human or animal body |
DE102018120696A1 (en) | 2018-08-24 | 2020-02-27 | Karl Storz Se & Co. Kg | Endoscope with a movable component |
DE102019114817B4 (en) * | 2019-06-03 | 2021-12-02 | Karl Storz Se & Co. Kg | Imaging system and method of observation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1261276B (en) * | 1965-07-21 | 1968-02-15 | Storz Karl | Device for steering a flexible shaft, in particular an endoscope shaft, in body cavities |
US4873572A (en) * | 1987-02-27 | 1989-10-10 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic endoscope apparatus |
US4941457A (en) * | 1989-08-17 | 1990-07-17 | Olympus Optical Co., Ltd. | Endoscope using an optical guide twisted on the tip side to have the visual field direction and curvature axis coincide with each other |
DE9113080U1 (en) * | 1991-10-21 | 1991-12-05 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE164966C (en) * | ||||
DE1541153B1 (en) * | 1966-05-27 | 1971-06-09 | Olympus Optical Co | Hose arrangement for examining the inner walls of curved organs |
US4261344A (en) * | 1979-09-24 | 1981-04-14 | Welch Allyn, Inc. | Color endoscope |
US4759347A (en) * | 1981-09-12 | 1988-07-26 | Fuji Photo Optical Company, Ltd. | Endoscope apparatus using solid state image pickup device |
JPS58103432A (en) * | 1981-12-14 | 1983-06-20 | 富士写真フイルム株式会社 | Endoscope apparatus using fixed photographing element |
JPS59204018A (en) * | 1983-05-06 | 1984-11-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Stereoscopic vision endoscope |
JPS60232524A (en) * | 1984-05-02 | 1985-11-19 | Olympus Optical Co Ltd | Stereoscopic image type electronic endoscope |
JPS622788A (en) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Toshiba Corp | Endoscope device |
US4895431A (en) * | 1986-11-13 | 1990-01-23 | Olympus Optical Co., Ltd. | Method of processing endoscopic images |
JPS63155115A (en) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Olympus Optical Co Ltd | Stereoscopic observing electronic endoscope |
JPH0812332B2 (en) * | 1987-02-18 | 1996-02-07 | オリンパス光学工業株式会社 | Measuring endoscope device |
DE3921233A1 (en) * | 1989-06-28 | 1991-02-14 | Storz Karl Gmbh & Co | ENDOSCOPE WITH A VIDEO DEVICE AT THE DISTAL END |
JPH0327204U (en) * | 1989-07-21 | 1991-03-19 | ||
JP3017245B2 (en) * | 1989-09-22 | 2000-03-06 | オリンパス光学工業株式会社 | Endoscope |
-
1992
- 1992-12-11 DE DE19924241938 patent/DE4241938B4/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-12-11 WO PCT/DE1993/001187 patent/WO1994013190A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1261276B (en) * | 1965-07-21 | 1968-02-15 | Storz Karl | Device for steering a flexible shaft, in particular an endoscope shaft, in body cavities |
US4873572A (en) * | 1987-02-27 | 1989-10-10 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic endoscope apparatus |
US4941457A (en) * | 1989-08-17 | 1990-07-17 | Olympus Optical Co., Ltd. | Endoscope using an optical guide twisted on the tip side to have the visual field direction and curvature axis coincide with each other |
DE9113080U1 (en) * | 1991-10-21 | 1991-12-05 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5613936A (en) * | 1995-02-22 | 1997-03-25 | Concurrent Technologies Corp. | Stereo laparoscope apparatus |
US5976076A (en) * | 1995-02-22 | 1999-11-02 | Kolff; Jack | Stereo laparoscope with synchronized optics |
WO1996025874A1 (en) * | 1995-02-22 | 1996-08-29 | Concurrent Technologies Corp. | Stereo laparoscope appratus and method |
WO2001024687A1 (en) * | 1997-03-24 | 2001-04-12 | Jack Kolff | Stereo laparoscope with synchronized optics |
GB2370374B (en) * | 1999-10-04 | 2004-01-21 | Jack Kolff | Stereoscopic optical device with synchronised optics |
US6767321B2 (en) | 1999-10-04 | 2004-07-27 | Robert Czarnek | Stereo laparoscope with discrete working distance |
GB2370374A (en) * | 1999-10-04 | 2002-06-26 | Jack Kolff | Stereo laparoscope with synchronized optics |
WO2001067964A3 (en) * | 2000-03-16 | 2002-04-18 | Medigus Ltd | Fundoplication apparatus and method |
US7156863B2 (en) | 2000-03-16 | 2007-01-02 | Medigus Ltd. | Fundoplication apparatus and method |
AU2001288029B2 (en) * | 2000-09-21 | 2006-05-18 | Medigus Ltd. | Multiple view endoscopes |
WO2002024058A2 (en) * | 2000-09-21 | 2002-03-28 | Medigus Ltd. | Multiple view endoscopes |
WO2002024058A3 (en) * | 2000-09-21 | 2002-08-22 | Medigus Ltd | Multiple view endoscopes |
US7108657B2 (en) | 2001-03-30 | 2006-09-19 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Endoscopic visualization apparatus with different imaging systems |
DE10116056B4 (en) * | 2001-03-30 | 2005-09-08 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Endoscopic visualization device with different image systems |
WO2002078528A1 (en) | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Endoscopic visualisation device comprising various image systems |
DE10116056A1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-24 | Storz Karl Gmbh & Co Kg | Endoscopic visualization device with different imaging systems |
DE10259795A1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-07-08 | Siemens Ag | Imaging device for installation in the roof area or in the outside mirror of a motor vehicle |
US7208716B2 (en) | 2002-12-19 | 2007-04-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Image-generation device, in particular for installation in the roof area or exterior rearview mirror of a motor vehicle |
EP1683472A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-07-26 | Karl Storz Imaging Inc. | Variable direction of view instrument with distal image sensor |
DE102008018636A1 (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-15 | Storz Endoskop Produktions Gmbh | Device and method for endoscopic 3D data acquisition |
DE102008018636B4 (en) * | 2008-04-11 | 2011-01-05 | Storz Endoskop Produktions Gmbh | Device and method for endoscopic 3D data acquisition |
US8262559B2 (en) | 2008-04-11 | 2012-09-11 | Storz Endoskop Produktions Gmbh | Apparatus and method for endoscopic 3D data collection |
FR2979054A1 (en) * | 2011-08-17 | 2013-02-22 | Albert Edmond Andre Jean Leon Guenier | Rigid video-endoscope with vision deviated to ninety degrees, for use by dental surgeon, has sensors movable around rotational axes, and optical systems preceding sensors, where axes of systems coincide with axes of sensors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1994013190A1 (en) | 1994-06-23 |
DE4241938B4 (en) | 2004-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10116056B4 (en) | Endoscopic visualization device with different image systems | |
EP1618836B1 (en) | Larygoscope with OCT | |
DE3921233C2 (en) | ||
US6450950B2 (en) | Endoscope having stereo-lateral-view optics | |
DE4213418C2 (en) | endoscopic device | |
DE4422522B4 (en) | Observation and / or documentation device with upstream endoscope and method for their operation | |
DE102004008164B3 (en) | Method and device for creating at least a section of a virtual 3D model of a body interior | |
DE4241938B4 (en) | Endoscope especially with stereo side-view optics | |
WO2015124699A2 (en) | Production of an observation image of an object region | |
DE102010041857A1 (en) | stereo endoscope | |
WO1999048432A1 (en) | Endoscope adapter which can be detected using computer assisted surgery | |
DE102017103721B4 (en) | Device for capturing a stereo image with a rotatable viewing device | |
DE102010041847A1 (en) | Sensor unit for a stereo endoscope and stereo endoscopy system | |
WO2018011106A2 (en) | Endoscopic apparatus and method for endoscopic examination | |
DE102004028168A1 (en) | Scanning mirror unit and beam scanning probe | |
WO2019029772A1 (en) | 3d video endoscope | |
WO2003098315A1 (en) | Microendoscope | |
DE10000091A1 (en) | endoscope | |
DE102020115257B3 (en) | Endoscope with swiveling image capturing device | |
DE102010013413A1 (en) | Endoscope for imaging abdomen of patient during laparoscopy, has working head with camera for providing image of interior of patient, and lens arranged upstream to camera, where lens is formed as fish eye lens with preset viewing angle | |
DE3121512A1 (en) | Endoscopic probe, device and associated method | |
WO2022078558A1 (en) | Method for playing back a stereoscopic image generated by means of a 3d endoscope, and 3d endoscope | |
DE102010051882B4 (en) | 3D video endoscope | |
DE102017012427B3 (en) | Device for capturing a stereo image with a rotatable viewing device | |
DE102019121139A1 (en) | Method for processing a medical image signal and camera control unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: A61B 1/05 |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |