DE10043162B4

DE10043162B4 - Endoskopeinrichtung mit Lichtleitfaserbündel

Info

Publication number: DE10043162B4
Application number: DE10043162A
Authority: DE
Inventors: Koichi Furusawa; Masaru Eguchi; Tetsuya Utui; Tetsuya Nakamura; Ryo Ozawa; Shinsuke Okada
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2020-09-02
Also published as: DE10043162A1; US6456769B1; US6600861B2; US20020168158A1; JP2001074946A; JP3869589B2

Abstract

Endoskopeinrichtung, umfassend ein Lichtleitfaserbündel (16, 116, 216) mit mehreren ersten Lichtleitfasern (S) zum Übertragen von Licht, aus dem eintomographisches Bild eines Objekts erzeugt wird, und mit mehreren zweiten Lichtleitfasern (G) zum Übertragen von Licht, aus dem ein weiteres Bild des Objekts erzeugt wird, wobei
die ersten und die zweiten Lichtleitfasern (S, G) an ihren objektzugewandten distalen Enden zu einem gemischten Bündelabschnitt (16a, 116a, 216a) gebündelt sind,
die ersten Lichtleitfasern (S) an ihren proximalen Enden zu einem ersten abgezweigten Bündelabschnitt (16b, 116b, 216b) gebündelt sind,
die zweiten Lichtleitfasern (G) an ihren proximalen Enden zu einem zweiten abgezweigten Bündelabschnitt (16c, 116c, 216c) gebündelt sind, und
zumindest ein Teil der ersten Lichtleitfasern (S) in dem gemischten Bündelabschnitt (16a, 116a, 216a) von den zweiten Lichtleitfasern (G) umgeben ist.

Description

Der Erfindung betrifft eine Endoskopeinrichtung mit einem Lichtleitfaserbündel, die tomographische Bilder eines Objektes aufnehmen kann, wie sie z.B. aus der Druckschrift US 5321501 A bekannt ist.
Ein zur Betrachtung des Inneren einer Körperhöhle verwendetes Endoskopsystem hat ein Endoskop, das in die Körperhöhe des Patienten eingeführt wird, und eine an das Endoskop angeschlossene externe Einheit. Die externe Einheit enthält einen Lichtquellenteil und einen Prozessor.
Das Endoskop hat ein langgestrecktes Einführrohr, das in die Körperhöhle eingeführt wird. Weiterhin hat das Endoskop eine Beleuchtungsoptik, eine Objektivoptik und eine CCD. Die Beleuchtungsoptik, die mit dem in der externen Einheit vorgesehenen Lichtquellenteil verbunden ist, beleuchtet ein Objekt, nämlich die Innenwand der Körperhöhle, durch ein Beleuchtungsfenster, das sich an dem distalen Ende des Einführrohrs befindet. Die Objektivoptik erzeugt durch ein an dem distalen Ende des Einführrohrs vorgesehenes Beobachtungsfenster ein Bild des Objektes. Die CCD ist nahe der Bildebene der Objektivoptik angeordnet und an den in der externen Einheit vorgesehenen Prozessor angeschlossen. Durch das Einführrohr ist ein Instrumentenkanal gelegt, der am distalen Ende des Einführrohrs offen ist. Durch den Instrumentenkanal wird eine Zange oder ein anderes Operationsinstrument vom proximalen Ende des Einführrohrs aus zu dessen distalem Ende geführt.
Mit einem solchen Endoskopsystem kann der Benutzer das Innere der Körperhöhle des Patienten betrachten. Dazu führt er das Endoskop in die Körperhöhle ein und beleuchtet die Innenwand der Körperhöhle durch die Beleuchtungsoptik. Dann erzeugt die Objektivoptik ein Bild der Körperhöhleninnenwand auf einer Bildaufnahmeebene der CCD-Fläche. Die CCD wandelt dieses Bild in Bildsignale und überträgt diese an den in der externen Einheit vorgesehenen Prozessor. Der Prozessor verarbeitet daraufhin die empfangenen Bildsignale der Körperhöhleninnenwand, um das Bild der Innenwand auf einem Monitor darzustellen. In diesem Betriebszustand betrachtet der Benutzer das auf dem Monitor dargestellte Innere der Körperhöhlenwand.
Findet der Benutzer eine Stelle, die möglicherweise von Krebs oder einem Tumor befallen ist, so führt er eine Zange oder eine Biopsienadel durch den Instrumentenkanal des Endoskops in die Körperhöhle ein, um aus dieser Stelle Gewebe herauszuschneiden. Das herausgeschnittene Gewebe wird dann pathologischen Tests unterzogen, basierend auf deren Ergebnisse dann die Diagnose erstellt wird.
Was bei dem vorbekannten Endoskopsystem mit dem eben erläuterten Aufbau in Form von Bildern dargestellt wird, ist nichts weiter als die Oberfläche der Körperhöhleninnenwand. Um den Zustand des Gewebes unterhalb der Oberfläche der Körperhöhleninnenwand in Erfahrung zu bringen, ist deshalb eine Biopsie erforderlich. Insbesondere ist diese dann absolut erforderlich, wenn Krebs, kleine Tumore und dergleichen im Vorstadium erkannt werden sollen. Darüber hinaus erfordern die pathologischen Tests, denen das durch die Biopsie herausge schnittene Gewebe unterworfen wird, erhebliche Zeit, so daß sich die abschließende Diagnose verzögert.
Unter Berücksichtigung der Belastung des Patienten muß die Biopsie sowohl im Hinblick auf den untersuchten Bereich als auch im Hinblick auf die Anzahl ihrer Durchführungen beschränkt werden. Die einfache Anordnung pathologischer Tests verspricht deshalb nicht immer eine genaue Diagnose, wenn die Möglichkeit besteht, daß auch außerhalb der von dem Benutzer festgelegten Biopsiestelle Schädigungen vorhanden sind.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Endoskopeinrichtung, die eine genaue Diagnose in kurzer Zeit ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Endoskopeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Das in der Endoskopeinrichtung nach der Erfindung vorgesehene Lichtleitfaserbündel hat mehrere erste Lichtleitfasern und mehrere zweite Lichtleitfasern. Diese beiden Arten von Lichtleitfasern sind an ihren distalen Enden zu einem zusammengesetzten, d.h. einem gemischten Bündelabschnitt gebündelt. Die ersten Lichtleitfasern sind an ihren proximalen Enden zu einem ersten abgezweigten Bündelabschnitt gebündelt. Die zweiten Lichtleitfasern sind an ihren proximalen Enden zu einem zweiten abgezweigten Bündelabschnitt gebündelt.
In dem zusammengesetzten Bündelabschnitt können die ersten und die zweiten Lichtleitfasern so gebündelt sein, daß ihre distalen Enden alternierend in einem schachbrettartigen Muster angeordnet sind und so als Ganzes eine rechteckige dichtgepackte Anordnung bilden. Weiterhin können in dem zusammengesetzten Bündelabschnitt die ersten und die zweiten Lichtleitfasern so gebündelt sein, daß jede erste Lichtleitfaser von sechs zweiten Lichtleitfasern so umgeben ist, daß sich insgesamt eine hexagonale dichtgepackte Anordnung ergibt. Weiterhin können in dem zusammengesetzten Bündelabschnitt die ersten und die zweiten Lichtleitfasern so gebündelt sein, daß die ersten Lichtleitfasern nebeneinanderliegend und die zweiten Lichtleitfasern so um die ersten Lichtleitfasern herum angeordnet sind, daß sich eine rechteckige dichtgepackte Anordnung oder eine hexagonale dichtgepackte Anordnung ergibt.
In dem ersten abgezweigten Bündelabschnitt können die ersten Lichtleitfasern entweder in einer hexagonalen dichtgepackten Anordnung oder einer rechteckigen dichtgepackten Anordnung angeordnet sein. Entsprechend können in dem zweiten abgezweigten Bündelabschnitt die zweiten Lichtleitfasern in einer hexagonalen dichtgepackten Anordnung oder einer rechteckigen dichtgepackten Anordnung angeordnet sein.
Die Endoskopeinrichtung nach der Erfindung enthält ein Lichtleitfaserbündel der eben erläuterten Art, dritte Lichtleitfasern, deren Anzahl gleich der Anzahl der in dem Lichtleitfaserbündel enthaltenen ersten Lichtleitfasern ist, einen Optokoppler, eine Quelle für schwach kohärentes Licht, eine Objektivoptik, ein Reflexionselement, einen Einstellmechanismus zum Einstellen der optischen Weglänge, einen Fotodetektor und einen Steuerteil. Der Optokoppler koppelt die ersten Lichtleitfasern optisch jeweils mit einer entsprechenden dritten Lichtleitfaser. Die Quelle für schwach kohärentes Licht ist derart an den proximalen Enden entweder der ersten Lichtleitfasern oder der dritten Lichtleitfasern angeordnet, so daß sie das schwach kohärente Licht in die entsprechenden Lichtleitfasern einkoppelt. Die Objektivoptik liegt dem distalen Ende des zusammengesetzten Bündelabschnittes gegenüber, bündelt die aus den distalen Enden der in dem zusammengesetzten Bündelabschnitt angeordneten ersten Lichtleitfasern austretenden schwach kohärenten Lichtstrahlen einzeln und bündelt dann die an dem Objekt reflektierten schwach kohärenten Lichtstrahlen so, daß diese als Meßlichtstrahlen in die ersten Lichtleitfasern eintreten. Das Reflexionselement liegt den distalen Enden der dritten Lichtleitfasern gegenüber und reflektiert die aus deren distalen Enden ausgesendeten schwach kohärenten Lichtstrahlen derart, daß diese als Refe renzlichtstrahlen in die dritten Lichtleitfasern eintreten. Der Einstellmechanismus sorgt für eine Relativänderung zwischen der von dem Optokoppler über die ersten Lichtleitfasern zu dem Objekt führenden optischen Weglänge und der von dem Optokoppler über die dritten Lichtleitfasern zu dem Reflexionselement führenden optischen Weglänge. Der Fotodetektor ist an den proximalen Enden derjenigen Lichtleitfasern (erste oder dritte Lichtleitfasern) angeordnet, an deren proximalen Enden sich die Quelle für schwach kohärentes Licht nicht befindet, und erfaßt Interferenzlichtstrahlen, die durch Interferenz zwischen Meßlichtstrahlen und Referenzlichtstrahlen verursacht werden. Der Steuerteil erzeugt auf Grundlage eines von dem Fotodetektor erfaßten Signals ein tomographisches Bild des Objektes, während der Einstellmechanismus für die Relativänderung der optischen Weglänge sorgt.
Die Quelle für schwach kohärentes Licht ist vorteilhaft eine Superluminiszenzdiode. Die Quelle kann an den proximalen Enden der ersten Lichtleitfasern angeordnet sein, wobei dann der Fotodetektor an den proximalen Enden der dritten Lichtleitfasern angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die Quelle für schwach kohärentes Licht an den proximalen Enden der dritten Lichtleitfasern angeordnet sein, wobei sich der Fotodetektor dann an den proximalen Enden der ersten Lichtleitfasern befindet.
Die in dem Lichtleitfaserbündel angeordneten ersten Lichtleitfasern sowie die dritten Lichtleitfasern können jeweils als Einzelmode-Lichtleitfaser ausgebildet sein. Die einzelnen in dem Lichtleitfaserbündel angeordneten ersten Lichtleitfasern, die einzelnen dritten Lichtleitfasern sowie der Optokoppler können jeweils Polarisationseigenschaft haben.
Der Einstellmechanismus ist vorteilhaft so ausgebildet, daß er das Reflexionselement auf die distalen Enden der dritten Lichtleitfasern zu- oder von diesen wegbewegt, um die von dem Optokoppler über die dritten Lichtleitfasern zu dem Reflexionselement führende optische Weglänge relativ zu der von dem Optokoppler über die ersten Lichtleitfasern zu dem Objekt führenden optischen Weglänge zu ändern. Als Antriebsmechanismus für das Reflexionselement kann vorteilhaft ein Piezoelement verwendet werden. Anstelle eines Piezoelementes kann auch ein Tauchspulenmotor, ein Servomotor oder dergleichen eingesetzt werden.
Der Einstellmechanismus kann die von dem Optokoppler über die ersten Lichtleitfasern zu dem Objekt führende optische Weglänge so ändern, daß das Reflexionselement festgehalten wird. Das Reflexionselement kann ein Referenzspiegel, ein Tripelelement oder dergleichen sein.
Vorteilhaft ist die Endoskopeinrichtung mit der Fähigkeit ausgestattet, durch die in dem Lichtleitfaserbündel angeordneten zweiten Lichtleitfasern Normal- und Fluoreszenzbetrachtungen durchzuführen.
Der Anzeigeteil kann eine Kathodenstrahlröhre als Bildschirmgerät, eine Flüssigkristallanzeige, eine Plasmaanzeige oder dergleichen enthalten.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 das Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der Endoskopeinrichtung nach der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung des Lichtleitfaserbündels gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3 ein Blockdiagramm der externen Einheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
4 ein Blockdiagramm eines Personalcomputers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
5 eine schematische Darstellung des Lichtleitfaserbündels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
6 eine schematische Darstellung des Lichtleitfaserbündels gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Erstes Ausführungsbeispiel
Eine Endoskopeinrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat einen Lichtleiterteil 1, eine Videokamera 2, eine externe Einheit 3 und einen Personalcomputer 4, der im folgenden mit PC abgekürzt wird. Die Videokamera 2 und die externe Einheit 3 sind jeweils an den Lichtleiterteil 1 angeschlossen. 1 zeigt die Endoskopeinrichtung in einem schematischen Blockdiagramm.
Zunächst wird der Aufbau des Lichtleiterteils 1 beschrieben. Der Lichtleiterteil 1 hat einen in das Innere des lebenden Körpers einführbaren Einführteil 11, einen an das proximale Ende des Einführteils 11 angeschlossenen Bedienteil 12 und ein an den Bedienteil 12 angeschlossenes Verbindungsrohr 13.
Der Einführteil 11 ist flexibel und von langgestreckter, im wesentlichen zylindrischer Form. Das distale Ende des Einführteils 11 ist mit einem zylindrischen Endstück abgedichtet. In dem Endstück des Einführteils 11 sind mindestens drei Durchgangsbohrungen ausgebildet. Eine dieser Durchgangsbohrungen wird als Instrumentenkanal verwendet. Die beiden anderen Durchgangsbohrungen sind mit einer der Beleuchtung dienenden Zerstreuungslinse 14a bzw. der Objektivlinse einer Objektivoptik 15 versehen und abgedichtet. Die Objektivoptik 15 enthält ein Sperrfilter (Kantenfilter), das nur Anregungslicht sperrt, sowie die Objektivlinse. Das Anregungslicht regt dabei Eigenfluoreszenzstrahlung an, die von dem lebenden Körper ausgesendet wird.
Der Bedienteil 12 ist mit einem Ende an das proximale Ende des Einführteils 11 angeschlossen und mit dem anderen Ende an die Videokamera 2 anschließbar.
Der Bedienteil 12 enthält eine Abbildungsoptik 17, die dem Ende benachbart ist, an das die Videokamera 2 angeschlossen ist. An der Außenfläche des Bedienteils 12 befinden sich verschiedene, nicht dargestellte Schalter zur Betätigung und Einstellung der Endoskopeinrichtung. Diese Schalter sind über nicht dargestellte Signalleitungen an den PC 4 angeschlossen. Das Verbindungsrohr 13 ist flexibel. Es ist mit einem Ende an die Seitenfläche des Bedienteils 12 angeschlossen und mit dem anderen Ende an die externe Einheit 3 anschließbar.
Ein der Beobachtung dienendes Lichtleitfaserbündel 16 ist durch den Einführteil 11, den Bedienteil 12 und das Verbindungsrohr 13 gelegt. Das Lichtleitfaserbündel 16 ist an seinem distalen Ende als Einzelbündel ausgebildet und an seinem proximalen Ende in zwei Bündel verzweigt. 2 zeigt den Aufbau des Lichtleitfaserbündels 16 in schematischer Darstellung. Im folgenden wird auch auf 2 Bezug genommen. Das Lichtleitfaserbündel 16 enthält mehrere, z. B. fünf bis zehntausend Lichtleitfasern S, die der OCT-Betrachtung dienen, zusammen mit ebenso vielen Lichtleitfasern G, die der Bildführung dienen. Die beiden Arten von Lichtleitfasern S und G sind in ihrem Durchmesser identisch. Die der OCT-Betrachtung dienenden Lichtleitfasern S werden im folgenden erste Lichtleitfasern und die der Bildführung dienenden Lichtleitfasern G als zweite Lichtleitfasern bezeichnet.
Auf der Seite des distalen Endes des Lichtleitfaserbündels 16 sind die ersten und die zweiten Lichtleitfasern S und G so gebündelt, daß sie im Querschnitt eine rechteckige, dichtgepackte Anordnung bilden. Zur besseren Unterscheidung sind die für die OCT-Betrachtung bestimmten Lichtleitfasern S mit schwarzen Kreisen und die für die Bildleitung bestimmten Lichtleitfasern G mit weißen Kreisen dargestellt. In 2 bildet deshalb die distale Endfläche des Lichtleitfaserbündels 16 ein schwarz-weiß kariertes, d.h. schachbrettartiges Muster.
Wie oben erläutert, sind in dem Lichtleitfaserbündel 16 die Lichtleitfasern S und G von ihren distalen Enden aus bis zu einer vorbestimmten Länge in einer rechteckigen, dichtgepackten Anordnung gebündelt, um so einen zusammengesetzten, d.h. gemischten Bündelabschnitt 16a zu bilden. Aus ihrem Weg sind dann die zwei Arten von Lichtleitfasern S und G jeweils in ein ihnen zugeordnetes System abgezweigt. Die der OCT-Betrachtung dienenden Lichtleitfasern S und die der Bildleitung dienenden Lichtleitfasern G sind also voneinander getrennt und unabhängig voneinander gebündelt und bilden so einen OCT-Bündelabschnitt 16b bzw. einen Bildleit-Bündelabschnitt 16c. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Lichtleitfasern S derart in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung gebündelt, daß diejenigen Lichtleitfasern S, die in dem gemischten Bündelabschnitt 16a einander benachbart sind, auch in dem abgezweigten Abschnitt 16c aneinandergrenzen. Analog sind die Lichtleitfasern G derart in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung gebündelt, daß diejenigen Lichtleitfasern G, die in dem gemischten Bündelabschnitt 12a einander benachbart sind, auch in dem abgezweigten Abschnitt 16c aneinandergrenzen. Der OCT-Bündelabschnitt 16b wird im folgenden auch als erstes Zweigbündel und der Bildleit-Bündelabschnitt 16c auch als zweites Zweigbündel bezeichnet.
Das wie eben erläutert aufgebaute Lichtleitfaserbündel 16 ist durch den Einführteil 11, den Bedienteil 12 und das Verbindungsrohr 13 des Lichtleiterteils 1 gelegt. Das Lichtleitbündel 16 ist so durch den Einführteil 11 und den Bedienteil 12 gelegt, daß das distale Ende seines gemischten Bündelabschnittes 16a der Objektivoptik 15 und das proximale Ende des Bildleit-Bündelabschnittes 16c der Abbildungsoptik 17 gegenüberliegt. Darüber hinaus ist der OCT-Bündelabschnitt 16b des Lichtleitfaserbündels 16 so durch den Bedienteil 12 und das Verbindungsrohr 13 des Lichtleiterteils 1 gelegt, daß sein proximales Ende in die externe Einheit 3 eingeführt ist, wenn das Verbindungsrohr 13 an die externe Einheit 3 angeschlossen ist.
Der Lichtleiterteil 1 enthält weiterhin ein Lichtleitfaserbündel 14b, das im folgenden kurz als Lichtleiter bezeichnet wird. Der Lichtleiter 14b besteht aus mehreren eng gebundenen, der Lichtleitung dienenden Lichtleitfasern. Der Lichtleiter 14b ist durch den Einführteil 11 gelegt, wobei sein distales Ende der Zerstreuungslinse 14a gegenüberliegt. Weiterhin ist der Lichtleiter 14b so durch den Bedienteil 12 und das Verbindungsrohr 13 gelegt, daß sein proximales Ende in die externe Einheit 3 eingeführt ist, wenn das Verbindungsrohr 13 an die externe Einheit 3 angeschlossen ist.
Im folgenden wird die Videokamera 2 beschrieben. Die Videokamera 2 enthält einen der Auswahl des Strahlenganges dienenden Spiegel 21, einen ebenfalls der Auswahl des Strahlenganges dienenden Mechanismus 22, einen Normalaufnahmeteil 23 und einen Fluoreszenzaufnahmeteil 24. Der Normalaufnahmeteil 23 enthält eine Farb-CCD und ist über Signalleitungen an den PC 4 angeschlossen. Der Fluoreszenzaufnahmeteil 24 besteht aus einem Bildverstärker und einer CCD und ist ebenfalls über Signalleitungen an den PC 4 angeschlossen.
Der Fluoreszenzaufnahmeteil 24 ist in dem Strahlengang angeordnet, der von der Abbildungsoptik 17 des Lichtleiterteils 1 ausgeht. Der Spiegel 21 ist in dem Strahlengang zwischen Fluoreszenzaufnahmeteil 24 und Abbildungsoptik 17 angeordnet. Der Spiegel 21 ist an den Mechanismus 22 gekoppelt. Der Mechanismus 22 empfängt über eine Signalleitung ein Steuersignal von dem PC 4. Der Mechanismus 22 schaltet gemäß diesem Steuersignal die Stellung des Spiegels 21, und zwar zwischen einer Stellung, in der sich der Spiegel außerhalb des Strahlenganges des von dem Abbildungssystem 17 ausgesendeten Lichtes befindet, und einer Stellung, in der er den Strahlengang in einem Winkel von 45° kreuzt.
Liegt das distale Ende des Einführteils 11 des Lichtleiterteils 1 einem Objekt gegenüber, so bündelt die Objektivlinse 15 das von dem Objekt kommende Licht und erzeugt so ein Objektbild am distalen Ende des Lichtleiterfaserbündels 16. Das auf die in dem Lichtleitfaserbündel 16 vorgesehenen Lichtleitfasern S und G treffende Licht wird dann unabhängig voneinander durch diese geleitet. Das durch die jeweilige Lichtleitfaser geleitete Licht wird dann aus deren proximalem Ende ausgesendet und durch die Abbildungsoptik 17 gebündelt.
Zu diesem Zeitpunkt gelangt das von der Abbildungsoptik ausgesendete Licht in den Fluoreszenzaufnahmeteil 24, wenn sich der Spiegel 21 in der Stellung außerhalb des Strahlenganges des von der Abbildungsoptik 17 ausgesendeten Lichtes befindet. Das in den Fluoreszenzaufnahmeteil gelangte Licht wird durch den Bildverstärker verstärkt und dann rückgewandelt, um so auf einer Bildaufnahmeebene der CCD ein Objektbild zu erzeugen. Die CCD wandelt das Objektbild in Bildsignale und überträgt diese an den PC 4, so daß der Benutzer der Endoskopeinrichtung eine Fluoreszenzbetrachtung des Objektes vornehmen kann. Der Betriebszustand, in dem der Spiegel 21 aus dem Strahlengang zurückgezogen ist, um das aus der Abbildungsoptik 17 ausgesendete Licht in den Fluoreszenzaufnahmeteil 24 eintreten zu lassen, wird im folgenden als Fluoreszenz-Betrachtungszustand bezeichnet.
Befindet sich dagegen der Spiegel 21 in der Stellung, in der er den Strahlengang des aus der Abbildungsoptik 17 ausgesendeten Lichtes in einem Winkel von 45° kreuzt, so wird das aus der Abbildungsoptik 17 ausgesendete Licht auf den Normalaufnahmeteil 23 reflektiert. Das an dem Spiegel 21 reflektierte Licht wird gebündelt, um so auf der Bildaufnahmeebene des Normalaufnahmeteils 23 ein Objektbild zu erzeugen. Der Normalaufnahmeteil 23 wandelt dieses Objektbild in Bildsignale und überträgt diese an den PC 4, so daß der Benutzer eine Normalbetrachtung des Objektes vornehmen kann. Der Betriebszustand, in dem der Spiegel 21 das aus der Abbildungsoptik 17 stammende Licht auf den Normalaufnahmeteil 23 reflektiert, wird im folgenden als Normalbetrachtungszustand bezeichnet.
Im folgenden wird die externe Einheit 3 beschrieben. Die externe Einheit 3 enthält einen Lichtquellenteil 31 und einen OCT-Teil 32, die beide an den PC 4 angeschlossen sind. 3 zeigt den Aufbau der externen Einheit 3 in schematischer Darstellung. Im folgenden wird auch unter Bezugnahme auf 3 der Lichtquellenteil 31 und der OCT-Teil 32 der externen Einheit beschrieben.
Der Lichtquellenteil 31 der externen Einheit 3 hat eine Weißlichtquelle 311 und eine Anregungslichtquelle 312. Die Weißlichtquelle 311 dient als Quelle für weißes, d.h. sichtbares Licht. Dagegen sendet die Anregungslichtquelle 312 Anregungslicht aus. Das Anregungslicht ist ultraviolettes bis blaues Licht mit einem Wellenlängenband von etwa 350 bis 400 nm. Das Anregungslicht regt das Gewebe zur Aussendung von Fluoreszenzstrahlung von etwa 420 bis 600 nm an.
In dem Strahlengang des von der Weißlichtquelle 311 ausgesendeten weißen Lichtes sind in nachstehender Reihenfolge eine Kollimatorlinse La, ein Schaltspiegel 313, eine Blende 315 und eine Kondensorlinse Lc angeordnet. Die Kondensorlinse Lc liegt dem proximalen Ende des Lichtleiters 14b gegenüber. Der Schaltspiegel 313 ist an einen der Lichtquellenumschaltung dienenden Steuermechanismus 314 gekoppelt. Der Schaltspiegel 313 und der Steuermechanismus 314 arbeiten als Lichtquellenschaltvorrichtung. Der Steuermechanismus 314 bringt den Schaltspiegel 313 entweder in eine Stellung außerhalb des Strahlenganges des weißen Lichtes, um das weiße Licht durchzulassen, oder in eine Stellung, in der der Schaltspiegel 313 den Strahlengang des weißen Lichtes unter einem Winkel von 45° kreuzt. Die Blende 315 ist an einen Blendensteuermechanismus 316 gekoppelt. Der Blendensteuermechanismus 316 steuert die Blende 315 so, daß die Menge des in den Lichtleiterteil 1 tretenden Lichtes eingestellt wird.
Das von der Weißlichtquelle 311 ausgesendete weiße Licht wird von der Kollimatorlinse La kollimiert. Zu diesem Zeitpunkt läuft das Licht zur Blende 315, wenn sich der Schaltspiegel 313 in der Stellung befindet, in der das Licht durchgelassen wird. Die Menge an weißem Licht wird durch die Blende 315 eingestellt. Das Licht wird dann von der Kondensorlinse Lc konzentriert und gelangt in den Lichtleiter 14b.
In dem Strahlengang des von der Anregungslichtquelle 312 ausgesendeten Anregungslichtes sind eine Kollimatorlinse Lb und ein Prisma P in der genannten Reihenfolge angeordnet. Das von der Anregungslichtquelle 312 ausgesendete Anregungslicht wird von der Kollimatorlinse Lb kollimiert und dann an dem Prisma P auf den Schaltspiegel 313 reflektiert. Der Schaltspiegel 313 reflektiert das Anregungslicht auf die Blende 315, wenn er sich in der Stellung befindet, in der er den Strahlengang des weißen Lichtes unter einem Winkel von 45° kreuzt. Die Menge des an dem Schaltspiegel 313 reflektierten Lichtes wird von der Blende 315 eingestellt. Das Anregungslicht wird dann von der Kondensorlinse Lc so konzentriert, daß es in den Lichtleiter 14b gelangt.
Der Schaltspiegel 313 kann einen der beiden Betriebszustände annehmen: einen Normalbetrachtungszustand, in dem nur das aus der Weißlichtquelle stammende weiße Licht in den Leitleiter 14b gelangt, und einen Fluoreszenzbetrachtungszustand, in dem nur das Anregungslicht aus der Anregungslichtquelle 312 in den Lichtleiter 14b gelangt. Der Lichtquellenteil 31 arbeitet zusammen mit dem Lichtleiter 14b und der Zerstreuungslinse 14a als Beleuchtungsoptik.
Der OCT-Teil 32 der externen Einheit 3 ist ein Mechanismus, mit dem man nach den Prinzipien der optischen Kohärenztomographie, kurz OCT, oberflächennahe tomographische Bilder der Körperhöhleninnenwand, d.h. Bilder auch von unterhalb der Oberfläche, erhalten kann. Das proximale Ende des OCT-Bündelabschnittes 16b des Lichtleitfaserbündels 16 ist durch den OCT-Teil 32 gelegt.
Der OCT-Teil 32 hat eine Superluminiszenzdiode 321, kurz SLD, die als Quelle für schwach kohärentes Licht dient und schwach kohärentes Licht im nahen Infrarotbereich aussendet. Die SLD 321 ist über eine Treiberschaltung und Signalleitungen (nicht dargestellt) an dem PC 4 angeschlossen und sendet Licht aus, dessen Kohärenzlänge in der Größenordnung von z.B. 10 bis 1000 μm liegt. Die in dem OCT-Bündelabschnitt 16b vorgesehenen Lichtleitfasern S liegen jeweils mit ihrem proximalen Ende der SLD 321 gegenüber. Die SLD 321 kann schwach kohärentes Licht zur gleichen Zeit auf alle in dem OCT-Bündelabschnitt 16b vorgesehenen Lichtleitfasern S senden.
Der OCT-Teil 32 hat weiterhin einen Fotodetektor 322, mehrere Lichtleitfasern R, deren Anzahl gleich der Anzahl der Lichtleitfasern S ist und die der Weiterleitung von Referenzlicht dienen, mehrere Optokoppler 323, die jeweils eine Lichtleitfaser S mit der entsprechenden Lichtleitfaser R koppeln, einen Referenzspiegel 324, einen an den Referenzspiegel 324 gekoppelten Spiegelantriebsmechanismus 325 sowie ein Piezomodulationselement 326. Die Lichtleitfasern R werden im folgenden auch als dritte Lichtleitfasern bezeichnet.
Der Fotodetektor 322 hat eine CCD und ist über Signalleitungen an dem PC 4 angeschlossen. Die Lichtleitfasern R liegen jeweils mit ihrem proximalen Ende dem Fotodetektor 322 gegenüber. Der Fotodetektor 322 kann den von jeder Lichtleitfaser R ausgesendeten Lichtstrahl in ein elektrisches Signal wandeln und dieses an den PC 4 übertragen, und zwar mit jedem vorgegebenen Aufnahmebereich geringer Größe, der in seiner Aufnahmeebene vorgesehen ist. Der PC 4 erfaßt in der Aufnahmeebene des Fotodetektors 322 Abschnitte, in denen Licht erfaßt wird, und Intensitäten von an diesen Abschnitten motivierten elektrischen Signalen. So kann der PC 4 die Intensität des von der jeweiligen Lichtleitfaser R ausgesendeten Lichtstrahls erkennen.
Die Optokoppler 323 sorgen für Eins-zu-Eins-Korrespondenzen zwischen den Lichtleitfasern S und den Lichtleitfasern R und stellen eine Lichtkopplung zwischen jeweils zwei Lichtleitfasern S und R bereit. Genauer gesagt bestehen die Optokoppler 323 aus Mehrkanal-Lichtleitfaserkopplern, die durch Schmelzspleißung zwischen jeweils zwei Lichtleitfasern S und R gefertigt sind. Die Optokoppler 323 können sich aus Strahlteilprismen anstelle der Lichtleitfaserkoppler zusammensetzen.
Die Lichtleitfasern R liegen mit ihren distalen Enden dem Referenzspiegel 324 gegenüber. Die distalen Enden der Lichtleitfasern R sind in ihrer Position fixiert, während der Referenzspiegel 324 durch den Spiegelantriebsmotor 325 angetrieben wird, um so für eine schnelle Hin- und Herbewegung der Lichtleitfasern R in axialer Richtung zu sorgen. Der Spiegelantriebsmechanismus 325 ist über Si gnalleitungen an den PC 4 angeschlossen. Der Referenzspiegel 324 bildet das Reflexionselement und der Spiegelantriebsmechanismus 325 den Mechanismus zum Einstellen der optischen Weglänge. Vorliegend sind die optische Weglänge zwischen den Optokopplern 323 und den distalen Enden der Lichtleitfasern S und die optische Weglänge zwischen den Optokopplern 323 und den distalen Enden der Lichtleitfasern R gleich eingestellt. Zusätzlich sind die Lichtleitfasern S um die Außenfläche des zylindrisch geformten Piezomodulationselementes 326 an einer vorbestimmten Position zwischen den Optokopplern 323 und ihren distalen Enden gewunden. Das Piezomodulationselement 326 ist über eine Treiberschaltung und Signalleitungen (nicht dargestellt) an den PC 4 angeschlossen. Das Piezomodulationselement 326 kann sich wiederholt mit hoher Geschwindigkeit radial aufweiten und zusammenziehen, so daß das Licht, das durch die um sich selbst gewundenen Lichtleitfasern S tritt, in Frequenz und Phase moduliert wird.
In der eben erläuterten Anordnung bilden die SLD 321, der Fotodetektor 322, der Referenzspiegel 324, die Lichtleitfasern S und R sowie die Optokoppler 323 ein Michelson-Interferometer. Liegt das distale Ende des Einführteils des Lichtleiterteils 1 dem Objekt, d.h. der Körperhöhleninnenwand gegenüber, so kann der OCT-Teil 23 tomographische Bilder des Objektes erhalten. Die Prinzipien, nach denen ein solches tomographisches Bild aufgenommen wird, werden im folgenden erläutert. Aus Gründen der Vereinfachung bezieht sich dabei die Beschreibung auf eine einzelne Lichtleitfaser S, während der tatsächliche OCT-Teil 32 den oben erläuterten Mehrkanal-Aufbau hat, der die gleiche Anzahl von Kanälen und Lichtleitfasern S vorsieht.
Das von der SLD 321 ausgegebene schwach kohärente Licht gelangt in die Lichtleitfaser S. Das schwach kohärente Licht wird durch den Optokoppler 323 zweigeteilt, um dann zu den jeweiligen distalen Enden der Lichtleitfasern S und R weiterzulaufen. Das in der Lichtleitfaser S geführte Licht wird von der Objektivoptik 15 konzentriert und aus dem Lichtleiterteil 1 ausgesendet. Das ausgesendete Licht wird an dem Gewebe reflektiert, das sich auf der Oberfläche und in verschiedenen Tiefen unterhalb der Oberfläche der Körperhöhleninnenwand befin det. Ein Teil des reflektierten Lichtes gelangt zurück in den Lichtleiterteil 1. Es wird so von der Objektivoptik 15 konzentriert und tritt in die Lichtleitfaser 1 ein, um in dieser als Meßlicht weiter zu dem Optokoppler 323 zu laufen. Unterdessen wird das Licht, das zum Zwecke seiner Einführung in die Lichtleitfaser R halbiert worden ist, aus dem distalen Ende der Lichtleitfaser R ausgesendet und an dem Referenzspiegel 324 reflektiert. Das an dem Referenzspiegel 324 reflektierte Licht gelangt zurück in die Lichtleitfaser R und läuft dort als Referenzlicht weiter zu dem Optokoppler 323.
Das in der Lichtleitfaser S laufende Meßlicht und das in der Lichtleitfaser R laufende Referenzlicht interferieren in dem Optokoppler 323 miteinander. Das Meßlicht erreicht dabei den Optokoppler 323 mit einer gewissen zeitlichen Ausdehnung, da es aus Lichtstrahlen besteht, die in verschiedenen Gewebetiefen unterhalb der Körperhöhleninnenwand reflektiert worden sind. So erreicht der an der Oberfläche der Körperhöhleninnenwand reflektierte Lichtstrahl den Optokoppler 323 früher als solche Strahlen, die an Schichten reflektiert worden sind, die tiefer liegen als die Oberfläche. Die zuletzt genannten Lichtstrahlen kommen also an dem Optokoppler 323 mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung an. Dagegen erreicht das Referenzlicht den Optokoppler 323 mit geringer zeitlicher Ausdehnung, da dieses Licht an dem Referenzspiegel 324 reflektiert worden ist. Von dem Meßlicht interferieren also solche Lichtstrahlen tatsächlich mit dem Referenzlicht, die eine optische Weglänge zurückgelegt haben, die gleich der Länge der Strecke ist, die von dem Optokoppler 323 über die Lichtleitfaser R zu dem Referenzspiegel 324 reicht. Von dem Meßlicht verursachen also nur diejenigen Lichtstrahlen, die an einer Schicht in einer bestimmten Tiefe unterhalb der Oberfläche der Körperhöhleninnenwand reflektiert worden sind, tatsächlich eine Interferenz mit dem Referenzlicht.
Das interferierte Licht, d.h. die Lichtstrahlen, die in dem Optokoppler 323 eine Interferenz verursacht haben, läuft dann in der Lichtleitfaser R zum proximalen Ende und wird durch den Fotodetektor 322 erfaßt. Bewegt der Spiegelantriebsmechanismus 325 den Referenzspiegel 324, so wird demnach die optische Weglänge für das Referenzlicht verändert, wodurch sich die Tiefe der Meßstelle unterhalb der Körperhöhleninnenwand ändert. Die Intensität des reflektierten Lichtes hängt vom Zustand des oberflächennahen Gewebes der Körperhöhleninnenwand ab. Auf diese Weise erhält man ein tomographisches Bild entsprechend der Intensitätsverteilung der Lichtstrahlen, die an dem von der Oberfläche der Körperhöhleninnenwand bis in eine vorbestimmte Tiefe reichenden Gewebe reflektiert worden sind.
Wie oben erläutert, gibt der Fotodetektor 322 ein dem interferierenden Licht entsprechendes Signal und ein dem nicht interferierenden Licht entsprechendes, niederpegeliges Rauschen aus. Ein kleines Signal/Rausch-Verhältnis kann eine hochgenaue Signalgewinnung unmöglich machen. Deshalb wird ein optisches Heterodyn-Erfassungsverfahren eingesetzt, um das Signal/Rausch-Verhältnis zu verbessern. Das durch die Lichtleitfaser S tretende Licht wird dabei durch das Piezomodulationselement 326 in Frequenz und Phase moduliert. Dadurch werden geringe Abweichungen in Frequenz und Phase zwischen Meßlicht und Referenzlicht erzeugt, was Schwebungen im interferierten Licht verursacht. Empfängt der Fotodetektor 322 das interferierende Licht in diesem Zustand, so gibt er ein Schwebungssignal aus. Der PC 4 kann dieses Schwebungssignal demodulieren und daraus mit hoher Genauigkeit die Signalkomponente gewinnen.
Der OCT-Teil 32 kann eine solche in die Tiefe gerichtete Abtastung an einem Meßpunkt auf dem Objekt durch seinen einzelnen Kanal ausführen. Da der OCT-Teil 32 tatsächlich den oben erläuterten Mehrkanal-Aufbau hat, kann die in die Tiefe gerichtete Abtastung über eine Anzahl von Meßpunkten erfolgen, die gleich der Anzahl der Kanäle, d.h. der Anzahl der Lichtleitfasern S ist.
Wie in 2 gezeigt, sind am distalen Ende des gemischten Bündelabschnittes 16a des Lichtleitfaserbündels 16 die jeweiligen Endflächen der Lichtleitfasern S in einem schachbrettartigen Muster mit vorgegebenen Zwischenabständen angeordnet. Die von den Lichtleitfasern S ausgesendeten schwach kohärenten Lichtstrahlen werden durch die Objektivoptik 15 konzentriert und damit auf das Objekt gebündelt. Dadurch werden virtuell Meßpunkte erzeugt, die in regelmäßigen Abständen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf einer zu der Oberfläche des Objektes im wesentlichen parallelen Ebene angeordnet sind.
4, auf die im folgenden Bezug genommen wird, zeigt den allgemeinen Aufbau des PCs 4 in schematischer Darstellung. Der PC 4 hat einen Steuerteil 41, einen Festplattenspeicher 42, einen Eingabeteil 43, einen Anzeigeteil 44 und einen Schnittstellenteil 45, die über einen Bus B miteinander verbunden sind.
Der Steuerteil 41 enthält eine CPU und einen Speicher, die in 4 nicht dargestellt sind. Der Festplattenspeicher 42 dient der Datenspeicherung und ist mit Programmen vorinstalliert, die von dem Steuerteil 41 ausgeführt werden. Der Eingabeteil 43 hat eine Tastaturschnittstelle, über die eine Tastatur und eine Maus mit dem Bus B verbunden sind. Der Anzeigeteil 44 enthält eine Anzeigesteuerschaltung mit eingebautem Video-RAM (RGB) und einen Bildschirm, z.B. einen Farbbildschirm oder eine Farb-LCD. Auch die zuletzt genannten Komponenten sind in 4 nicht dargestellt.
Der Schnittstellenteil 45 ist über Signalleitungen mit dem zum Auswählen des Strahlenganges bestimmten Mechanismus 22, dem Normalaufnahmeteil 23 und dem Fluoreszenzaufnahmeteil 24 in der Videokamera 2 sowie dem Fotodetektor 322 und dem Spiegelantriebsmechanismus 325 in der externen Einheit 3 verbunden. Der Schnittstellenteil 45 hat einen nicht dargestellten A/D-Wandler, der von dem Normalaufnahmeteil 23, dem Fluoreszenzaufnahmeteil 24 und dem Fotodetektor 322 ausgegebene Analogsignale in Digitalsignale wandeln kann. Der Schnittstellenteil 45 ist darüber hinaus durch die externe Einheit 3 und über nicht dargestellte Signalleitungen an verschiedene Schalter angeschlossen, die an dem Bedienteil des Lichtleiterteils 1 angeordnet sind.
Der Steuerteil 41 kann die in dem Festplattenspeicher gespeicherten Programme lesen und ausführen, um so den Eingabeteil 42 und den Anzeigeteil 44 und über den Schnittstellenteil 45 die Videokamera 2 und die externe Einheit 3 anzusteu ern. Der Steuerteil 41 kann den in der Videokamera 2 vorgesehenen Mechanismus 22 so ansteuern, daß der Spiegel 21 entweder auf den Normalbetrachtungszustand oder den Fluoreszenzbetrachtungszustand eingestellt wird. Der Steuerteil 41 kann weiterhin den in dem Lichtquellenteil 31 der externen Einheit 3 vorgesehenen Steuermechanismus 314 so ansteuern, daß der Schaltspiegel 313 entweder auf den Normalbetrachtungszustand oder den Fluoreszenzbetrachtungszustand eingestellt wird.
Sind der Spiegel 21 in der Videokamera 2 und der Schaltspiegel 313 in dem Lichtquellenteil 31 der externen Einheit 3 auf den Normalbetrachtungszustand eingestellt, so verarbeitet der Steuerteil 41 die von dem Normalaufnahmeteil 23 der Videokamera 2 ausgegebenen Signale, um das Ergebnis als Normalbild auf dem Anzeigeteil 44 darzustellen. Sind der Spiegel 21 in der Videokamera 2 und der Schaltspiegel 313 in dem Lichtquellenteil 31 der externen Einheit 3 auf den Fluoreszenzbetrachtungszustand eingestellt, so verarbeitet der Steuerteil 41 die von dem Fluoreszenzaufnahmeteil 24 der Videokamera 2 ausgegebenen Signale, um das Ergebnis als Fluoreszenzbild auf dem Anzeigeteil 44 darzustellen.
Ferner sendet der Steuerteil 41 Zeitsteuersignale durch den Schnittstellenteil 45 an den in dem OCT-Teil 32 der externen Einheit 3 vorgesehenen Spiegelantriebsmechanismus 325, um den Referenzspiegel 314 mit einer vorbestimmten Frequenz hin- und herzubewegen. Der Steuerteil 41 empfängt und verarbeitet die Signale, die von dem in dem OCT-Teil 32 der externen Einheit 3 vorgesehenen Fotodetektor 322 ausgegeben werden, um auf Grundlage der Reflexionsintensitätsverteilung des schwach kohärenten Lichtes in einem dreidimensionalen Bereich, der durch die rechteckige Fläche in der Oberfläche des Objektes und die vorbestimmte Tiefe festgelegt ist, ein dreidimensionales Bild durch Synthese zu erzeugen. Auf Grundlage dieses dreidimensionalen Bildes kann dann der Steuerteil 41 ein tomographisches Bild erzeugen, das dem Querschnitt des Objektes entlang einer beliebigen Ebene entspricht, und dieses tomographische Bild auf dem Anzeigeteil 44 darstellt.
Im folgenden wird die Funktionsweise der Endoskopeinrichtung mit dem eben erläuterten Aufbau erläutert. Zu Beginn schaltet der Benutzer die Hauptenergieversorgung der Endoskopeinrichtung ein, so daß die Energieversorgungen des Lichtleiterteils 1, der Videokamera 2, der externen Einheit 3 und des PCs 4 aktiviert sind. Dann leuchten in dem Lichtquellenteil 31 der externen Einheit 3 die Weißlichtquelle 311 und die Anregungslichtquelle 312 auf. Der in der Videokamera 2 vorgesehene Spiegel 21 zur Auswahl des Strahlenganges wird zu Beginn auf den Normalbetrachtungszustand eingestellt.
Der in dem Lichtquellenteil 31 angeordnete Schaltspiegel 313 wird zu Beginn ebenfalls auf den Normalbetrachtungszustand eingestellt. Demzufolge erreicht nur das aus der Weißlichtquelle 311 stammende weiße Licht die Blende 315 und die Kondensorlinse Lc. Das durch die Kondensorlinse Lc konzentrierte weiße Licht gelangt in den Lichtleiter 14b, aus dessen distalem Ende es auf die Zerstreuungslinse 14a ausgegeben wird. Die Zerstreuungslinse 14a zerstreut das aus dem distalen Ende des Lichtleiters 14b ausgegebene Licht und sendet es aus dem Lichtleiterteil 1 aus.
Der Benutzer führt dann den Einführteil 11 des Lichtleiterteils 1 so in die Körperhöhle des Patienten ein, daß das distale Ende des Einführteils 11 der zu betrachtenden Körperhöhleninnenwand gegenüberliegt. Das aus der Zerstreuungslinse 14a ausgegebene weiße Licht beleuchtet so die Körperhöhleninnenwand. Das an der Körperhöhleninnenwand reflektierte Licht wird dann durch die Objektivoptik 15 auf das distale Ende des gemischten Bündelabschnittes 16a des Lichtleitfaserbündels 16 gebündelt. Infolgedessen tritt das Licht in dem gemischten Bündelabschnitt 16a zum Zwecke der Lichtleitung in jede Lichtleitfaser G und zum Zwecke der OCT-Betrachtung in jede Lichtleitfaser S ein. Die in den Lichtleitfasern G geführten Lichtstrahlen werden durch das proximale Ende des Lichtleit-Bündelabschnittes 16c ausgesendet und durch die Abbildungsoptik 17 konzentriert, während sie in die Videokamera 2 geführt werden.
Die einzelnen in die Videokamera 2 eingetretenen Lichtstrahlen werden an dem Spiegel 21 reflektiert und auf die Bildaufnahmeebene des Normalaufnahmeteils 23 gebündelt. Die auf die Bildaufnahmeebene des Normalaufnahmeteils 23 gebündelten Lichtstrahlen bilden dort eine hexagonale, dichtgepackte Anordnung. Der Normalaufnahmeteil 23 empfängt Signale, welche die Intensitäten der einzelnen gebündelten Lichtstrahlen angeben, und überträgt diese an den PC 4.
Der Steuerteil 41 des PCs 4 empfängt durch den Schnittstellenteil 45 die Bildsignale. Der Steuerteil 41 erzeugt dann auf Grundlage dieser Bildsignale ein Normalbild der Körperhöhlenwand. Der Steuerteil 41 erzeugt dabei das Normalbild, indem er die Signale, die den auf der Bildaufnahmeebene des Normalaufnahmeteils 23 in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung gebündelten Lichtstrahlen entsprechen, in Signale, die in eine rechteckige, dichtgepackte Anordnung umgeordnet sind. Der Steuerteil 41 stellt dann das erzeugte Normalbild auf dem Bildschirm des Anzeigeteils 44 dar. In diesem Betriebszustand kann der Benutzer die als Farbbild dargestellte Oberfläche der Körperhöhleninnenwand auf dem Bildschirm des Anzeigeteils 44 betrachten. Dies entspricht der Normalbetrachtung. Um die Fluoreszenzbetrachtung zu wählen, betätigt der Benutzer einen Schalter auf dem Bedienteil 12 des Lichtleiterteils 1. Der Steuerteil 41 in dem PC 4 erfaßt das Umschalten und steuert den in der externen Einheit 3 angeordneten Steuermechanismus 314 so an, daß der Schaltspiegel 313 auf den Fluoreszenzbetrachtungszustand eingestellt wird. Zur gleichen Zeit steuert der Steuerteil 41 den Mechanismus 22 so an, daß der Spiegel 21 auf den Fluoreszenzbetrachtungszustand eingestellt wird.
Danach wird das weiße Licht aus der Weißlichtquelle 311 durch den Schaltspiegel 313 gesperrt, und lediglich das aus der Anregungslichtquelle 312 stammende Anregungslicht gelangt zu der Blende 315 und der Kondensorlinse Lc. Das durch die Kondensorlinse Lc konzentrierte Anregungslicht tritt dann in den Lichtleiter 14b ein und wird von dessem distalen Ende auf die Zerstreuungslinse 14a ausgesendet. Die Zerstreuungslinse 14a zerstreut das aus dem distalen Ende des Lichtleiters 14b ausgesendete Anregungslicht so auf die Körperhöhleninnenwand, daß ein vorbestimmter Bereich auf der Körperhöhleninnenwand mit dem Anregungslicht bestrahlt wird. Wenn das die Körperhöhleninnenwand bildende Gewebe mit Anregungslicht, dessen Wellenlänge im Ultraviolettbereich liegt, bestrahlt wird, strahlt es Eigenfluoreszenzstrahlung einer Wellenlänge aus, das in einem von dem Wellenlängenbereich des Anregungslichtes verschiedenen Wellenlängenbereich grünen Lichtes liegt. Gewebe, das eine durch Krebs, einen Tumor oder dergleichen verursachte Schädigung hat, zeigt eine Autofluoreszenzstrahlung, die schwächer als die des Normalgewebes ist. Die Autofluoreszenzstrahlung trifft zusammen mit dem an der Oberfläche der Körperhöhlenwand reflektierten Anregungslicht auf die Objektivoptik 15.
Die Objektivoptik 15 sperrt mit ihrem Sperrfilter das Anregungslicht und läßt so allein die Eigenfluoreszenzstrahlung durch. Weiterhin konzentriert die Objektivoptik 15 die Eigenfluoreszenzstrahlung mit ihrer Objektivlinse und bündelt sie so auf das distale Ende des gemischten Bündelabschnittes 16a des Lichtleitfaserbündels 16. Die gebündelte Eigenfluoreszenzstrahlung tritt in dem gemischten Bündelabschnitt in jede zur Lichtleitung bestimmte Lichtleitfaser G und in jede zur OCT-Betrachtung bestimmte Lichtleitfaser S. Die einzelnen in den Lichtleitfasern G geführten Lichtstrahlen werden durch das proximale Ende des Bildleit-Bündelabschnittes 16c ausgesendet und der Videokamera 2 zugeführt, während sie durch die Abbildungsoptik 17 konzentriert werden.
Die in die Videokamera 2 gelangten Lichtstrahlen werden durch den in dem Fluoreszenzaufnahmeteil 24 vorgesehenen Bildverstärker verstärkt und einzeln auf die Bildaufnahmeebene des Fluoreszenzaufnahmeteils 24 gebündelt. Die auf die Bildaufnahmeebene des Fluoreszenzbildteils 24 gebündelten Lichtstrahlen sind dort in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung angeordnet. Der Fluoreszenzaufnahmeteil 24 empfängt Signale, welche die Intensitäten der einzelnen gebündelten Lichtstrahlen angeben, und überträgt diese Signale an den PC 4.
Der in dem PC 4 angeordnete Steuerteil 41 empfängt die Bildsignale über den Schnittstellenteil 45. Der Steuerteil 41 erzeugt dann ein Fluoreszenzbild der Körperhöhleninnenwand auf Grundlage der Bildsignale. Der Steuerteil erzeugt dabei das Fluoreszenzbild, indem die Bildsignale, die den auf die Bildaufnahmeebene des Fluoreszenzaufnahmeteils 24 in hexagonaler, dichtgepackter Anordnung gebündelten Lichtstrahlen entsprechen, in Signale, die in eine rechteckige, dichtgepackte Anordnung umgeordnet sind. Der Steuerteil 41 zeigt dann das erzeugte Fluoreszenzbild auf dem Bildschirm des Anzeigeteils 44 an. In diesem Betriebszustand kann der Benutzer die Oberfläche der Körperhöhleninnenwand auf dem Bildschirm des Anzeigeteils 44 betrachten. Dies entspricht der Fluoreszenzbetrachtung. Der Benutzer kann so eine Stelle identifizieren, deren Eigenfluoreszenzstrahlung schwächer als die anderer Stellen ist. Diese Stelle hat eine hohe Wahrscheinlichkeit einer krebsartigen oder tumorigen Schädigung.
Ist durch die Normalbetrachtung oder die Fluoreszenzbetrachtung eine Stelle als möglicherweise geschädigt identifiziert, so führt der Benutzer zum Zwecke der Diagnose eine Betrachtung tomographischer Bilder dieser Stelle durch. Zur Anweisung einer tomographischen Aufnahme betätigt der Benutzer den Bedienteil 12 des Lichtleiterteils 1, so daß der Steuerteil 41 des PCs 4 diese Anweisung erfaßt, die in dem OCT-Teil 32 der externen Einheit 3 angeordnete SLD 321 veranlaßt, schwach kohärentes Licht auszustrahlen, und den Spiegelantriebsmechanismus 325 so ansteuert, daß mit der tomographischen Aufnahme begonnen wird.
Aus der SLD 321 ausgesendetes schwach kohärentes Licht tritt in die proximalen Enden der in dem OCT-Bündelabschnitt 16b vorgesehenen Lichtleitfasern S ein. Die durch die Lichtleitfasern S geführten Lichtstrahlen werden durch die Optokoppler 323 jeweils zweigeteilt, um in den Lichtleitfasern S auf deren distale Enden hin sowie in den Lichtleitfasern R auf deren distale Enden zu zu laufen.
Die einzelnen durch die Lichtleitfasern geführten Lichtstrahlen werden von deren distalen Enden am distalen Ende des gemischten Bündelabschnittes 16a ausge sendet. Die Lichtstrahlen werden dann durch die Objektivoptik 15 gebündelt und aus dem Lichtleiterteil 1 ausgesendet. Die ausgesendeten Lichtstrahlen werden einzeln so gebündelt, daß sie in regelmäßigen Abständen auf einer vorbestimmten, zur Körperhöhleninnenwand im wesentlichen parallelen Ebene angeordnet sind. Die Punkte, auf die diese Lichtstrahlen gebündelt werden, sind die Meßpunkte. Die Lichtstrahlen werden an Gewebe reflektiert, das sich in verschiedenen Tiefen auf und nahe der Oberfläche der Körperhöhleninnenwand befindet. Die reflektierten Lichtstrahlen treten in die Objektivoptik 15 ein, um dort zu Meßlichtstrahlen konzentriert zu werden. Die Meßlichtstrahlen treffen in dem gemischten Bündelabschnitt 16a auf die jeweiligen distalen Enden der Lichtleitfasern S und G.
Unterdessen werden die als Referenz in den Lichtleitfasern R geführten Lichtstrahlen aus deren distalen Enden ausgesendet. Die Lichtstrahlen werden dann an dem Referenzspiegel 324 reflektiert und gelangen so als Referenzlichtstrahlen in die Lichtleitfasern R.
Die in den Lichtleitfasern S geführten Meßlichtstrahlen und die in den Lichtleitfasern R geführten Referenzlichtstrahlen interferieren in den Optokopplern 323 miteinander und laufen als Interferenzlichtstrahlen auf das proximale Ende der Lichtleitfasern R zu. Der Fotodetektor 322 wandelt die jeweiligen Interferenzlichtstrahlen in Signale und gibt diese an den PC 4 aus. Der Steuerteil 41 des PCs 4 empfängt über den Schnittstellenteil 45 die von dem Fotodetektor 322 ausgegebenen Signale und verarbeitet diese in der Weise, daß die Intensitäten der Meßlichtstrahlen in einer vorbestimmten Tiefe in den jeweiligen Meßpunkten erhalten werden.
Da der Referenzspiegel 324 durch den Spiegelantriebsmechanismus 325 hin- und herbewegt wird, ändert sich aufeinanderfolgend die von den Optokopplern 323 über die jeweiligen Lichtleitfasern R zu dem Referenzspiegel 324 führende optische Weglänge. Demnach ändert sich aufeinanderfolgend auch die auf die in die Tiefe gerichtete Abtastung bezogene Position an jedem Meßpunkt. Der Referenz spiegel 324 wird mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegt. Der in dem PC 4 vorgesehene Steuerteil 41 erhält so innerhalb kurzer Zeit die Intensitätsverteilung der Meßlichtstrahlen über einen dreidimensionalen Bereich, der von der Oberfläche der Körperhöhlenwand bis in eine vorbestimmte Tiefe reicht. Dann erzeugt der Steuerteil 41 durch Synthese auf Grundlage der Intensitätsverteilung der Meßlichtstrahlen ein dreidimensionales Bild des oberflächennahen Gewebes der Körperhöhleninnenwand.
Tatsächlich wird die in die Tiefe gerichtete Abtastung an dem jeweiligen Meßpunkt an einer Position gestartet, die dem Lichtleiterteil 1 näher ist als die Oberfläche der Körperhöhleninnenwand, und bis zu einer Position durchgeführt, die tiefer liegt, als es die zu messende, vorbestimmte Tiefe vorsieht.
Während der Abtastung zeichnet der Steuerteil 41 das Ausgangssignal des Fotodetektors 322 auf jedem Kanal fortgesetzt auf. Der Steuerteil 41 erfaßt kein Signal auf dem entsprechenden Kanal, außer wenn die auf die Tiefe bezogene Abtastposition an einem Meßpunkt die Oberfläche der Körperhöhleninnenwand erreicht. Der Steuerteil 41 erfaßt auf diesem Kanal in dem Moment ein Signal, zu dem die Abtastposition die Oberfläche der Körperhöhleninnenwand erreicht. Dann nimmt der Steuerteil 41 einen Nullabgleich mit derjenigen Tiefe als Oberfläche der Körperhöhlenwand vor, in der an diesem Meßpunkt ein Signal zum ersten Mal erfaßt worden ist. Der Steuerteil 41 faßt als Oberfläche der Körperhöhleninnenwand die Tiefe auf, in der das erste Signal erfaßt wird (Tiefe 0) und richtet die Messung auf die Signale, die in dem Bereich erhalten werden, der von dieser Position bis in eine vorbestimmte Tiefe, z.B. 2 mm, reicht. So wird das dreidimensionale Bild über den von der Oberfläche der Körperhöhleninnenwand bis in die vorbestimmte Tiefe reichenden Bereich durch Synthese erzeugt.
Nachdem das dreidimensionale Bild durch Synthese erzeugt worden ist, kann der Benutzer über den Eingabeteil 43 des PCs 4 eine gewünschte, die Körperhöhleninnenwand kreuzende Ebene (Querschnitt) für die tomographische Betrachtung festlegen. Mit Festlegen dieser Ebene erzeugt der Steuerteil 41 ein tomographi sches Bild der Körperhöhleninnenwand entlang dieser Ebene und stellt das Bild auf dem Anzeigeteil 44 dar. Ist einmal ein dreidimensionales Bild aufgebaut, so kann der Benutzer auf diese Weise Betrachtungen eines tomographischen Bildes unter beliebigem Winkel anstellen. Ferner kann der Steuerteil 41 das tomographische Bild auch neben einem Normalbild oder einem Fluoreszenzbild auf dem Anzeigeteil 44 darstellen.
Durch Betrachtung dieses tomographischen Bildes kann der Benutzer den Zustand des Gewebes unter der Oberfläche der Körperhöhlenwand erkennen und so eine genaue und schnelle Diagnose stellen. Der Benutzer kann so allein durch die mit der Endoskopeinrichtung vorgenommenen Betrachtungen Krebs, kleine Tumore und dergleichen im Frühstadium auffinden.
Der genaue und schnelle Abschluß der Diagnose versetzt den Benutzer in die Lage, unmittelbar die erforderlichen Behandlungen gemäß dem Diagnoseergebnis auszuführen. Insbesondere können eine Zange, ein Laserinstrument und/oder andere Operationsinstrumente durch den Instrumentenkanal geführt werden, der in dem Einführteil 11 des Lichtleiterteils 1 verläuft, um so verschiedene Behandlungen durchzuführen. Dadurch wird die Belastung des Patienten verringert.
Wie oben erläutert, verwendet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Endoskopeinrichtung ein Lichtleitfaserbündel 16, das aus dem gemischten Bündelabschnitt 16a, dem OCT-Bündelabschnitt 16b und dem Bildleit-Bündelabschnitt 16c besteht. Das Sichtfeld bei der Normal- und der Fluoreszenzbetrachtung fällt so mit dem Sichtfeld der OCT-Bilder zusammen. Infolgedessen entspricht eine in dem Normalbild oder dem Fluoreszenzbild spezifizierte Stelle auf der Körperhöhleninnenwand genau den OCT-Bildern. Dadurch wird die Diagnosegenauigkeit weiter verbessert.
In dem eben erläuterten Ausführungsbeispiel besteht der OCT-Bündelabschnitt 16b aus Lichtleitfasern S, die in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung gebündelt sind. Statt dessen können jedoch die Lichtleitfasern S auch in einer rechteckigen, dichtgepackten Anordnung gebündelt sein. Außerdem sind bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die Lichtleitfasern G des Bildleit-Bündelabschnittes 16c in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung gebündelt. Alternativ können die Lichtleitfasern G auch in einer rechteckigen, dichtgepackten Anordnung gebündelt sein.
Zweites Ausführungsbeispiel
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch die Ausgestaltung des Lichtleitfaserbündels 16. In 5 ist ein Lichtleitfaserbündel 116 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt.
Das Lichtleitfaserbündel 116 besteht aus mehreren Lichtleitfasern G, die der Bildleitung dienen, und mehreren Lichtleitfasern S, die der OCT-Betrachtung dienen, wobei die Anzahl der Lichtleitfasern S halb so groß ist wie die Anzahl der Lichtleitfasern G.
Die beiden Arten von Lichtleitfasern G und S haben identischen Durchmesser. Die Gesamtzahl der Lichtleitfasern G und S beträgt z.B. 10.000 bis 20.000.
In 5 sind zur besseren Unterscheidung der beiden Arten von Lichtleitfasern die Lichtleitfasern G mit weißen Kreisen und die Lichtleitfasern S mit schwarzen Kreisen dargestellt. Wie 5 weiter zeigt, sind in dem Lichtleitfaserbündel 116 auf der Seite ihrer distalen Enden sowohl die Lichtleitfasern S als auch die Lichtleitfasern G im Querschnitt in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung gebündelt. So ist jede Lichtleitfaser S direkt von sechs Lichtleitfasern G umgeben.
In dem Lichtleitfaserbündel 116 sind sowohl die Lichtleitfasern G als auch die Lichtleitfasern S wie oben erläutert von ihren distalen Enden aus bis zu einer vorbestimmten Länge in einer hexagonalen, dicht gepackten Anordnung gebündelt, um so einen gemischten Bündelabschnitt 116a zu bilden. Auf ihrem Weg zweigen dann die beiden Arten von Lichtleitfasern G und S jeweils in das ent sprechende System ab. So sind die der Bildleitung dienenden Lichtleitfasern G und die der OCT-Betrachtung dienenden Lichtleitfasern S getrennt voneinander zu einem Bildleit-Bündelabschnitt 116c bzw. einem OCT-Bündelabschnitt 116b gebündelt. Die Lichtleitfasern G sind so in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung gebündelt, daß diejenigen Lichtleitfasern G, die in dem gemischten Bündelabschnitt 116a einander benachbart sind, auch in dem Zweigabschnitt 116c einander benachbart sind. Entsprechendes gilt für die Lichtleitfasern S. Wie eben erläutert, sind die der Bildleitung dienenden Lichtleitfasern G des Lichtleitfaserbündels 116 dichter gepackt als in dem ersten Ausführungsbeispiel. Die durch die Lichtleitfasern G aufgenommenen Normal- und Fluoreszenzbilder sind damit in ihrer Qualität verbessert.
Drittes Ausführungsbeispiel
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur durch die Ausgestaltung des Lichtleitfaserbündels 16. 6 zeigt ein Lichtleitfaserbündel 216 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
Das Lichtleitfaserbündel 216 besteht aus mehreren, z. B. 10000 bis 20000 Lichtleitfasern G, die der Bildleitung dienen, und mehreren, z.B. einigen Zehn bis einigen Hundert Lichtleitfasern S, die der OCT-Betrachtung dienen. In 6 sind zur besseren Unterscheidung der beiden Arten von Lichtleitfasern G und S die der Bildleitung dienenden Lichtleitfasern G mit weißen Kreisen und die der OCT-Betrachtung dienenden Lichtleitfasern S mit schwarzen Kreisen dargestellt.
Die Lichtleitfasern S sind dicht nebeneinander angeordnet, so daß die Mittelpunkte ihrer distalen Enden in einer geraden Linie ausgerichtet sind. In der schematischen Darstellung nach 6 sind nur sechs nebeneinander liegende Lichtleitfasern S gezeigt. Tatsächlich beträgt die Anzahl an nebeneinander liegenden Lichtleitfasern S größenordnungsmäßig einige Zehn bis einige Hundert.
Die Lichtleitfasern G sind so in einer rechteckigen, dichtgepackten Anordnung angeordnet, daß sie die nebeneinander liegenden Lichtleitfasern S umgeben und so zusammen mit diesen einen gemischten Bündelabschnitt 216a bilden. Anstelle der rechteckigen, dichtgepackten Anordnung kann für die Lichtleitfasern G auch eine hexagonale, dichtgepackte Anordnung gewählt werden. Die beiden Arten von Lichtleitfasern G und S zweigen auf ihrem Weg dann in die ihnen zugeordneten Systeme ab. Auf der Seite des proximalen Endes des Lichtleitfaserbündels 216 sind die der OCT-Betrachtung dienenden Lichtleitfasern S herausgezogen, wobei die durch die fehlenden Lichtleitfasern vorhandenen Fehlstellen mit der gleichen Anzahl von Metalldrähten M aufgefüllt sind, die denselben Durchmesser haben wie die Lichtleitfasern S. Dadurch ist ein lediglich der Bildleitung dienender Bildleit-Bündelabschnitt 216c gebildet, der sich aus den Lichtleitfasern G zusammensetzt.
Die herausgezogenen Lichtleitfasern S liegen eng nebeneinander, so daß die Mittelpunkte ihrer proximalen Enden in einer geraden Linie angeordnet sind. Die Lichtleitfasern S bilden so einen OCT-Bündelabschnitt 216b.
Mit einer Endoskopeinrichtung, die das wie eben erläuterte aufgebaute Lichtleitbündel 216 hat, erhält man OCT-Bilder aus einem linearen Bereich in der Mitte des Normal- oder Fluoreszenzbildes. Der Benutzer kann deshalb tomographische Bilder an einer Stelle, die als möglicherweise geschädigt angesehen wird, dadurch erhalten, daß das distale Ende des Lichtleiterteils 1 so verschoben wird, daß sich diese Stelle in der Mitte des Normal- oder Fluoreszenzbildes befindet.
In dem Lichtleitfaserbündel 216 ist die Anzahl der zur Bildleitung bestimmten Lichtleitfaserbündel G noch größer als bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Dies verbessert weiter die Qualität der Normal- und Fluoreszenzbilder, die man durch die Lichtleitfasern G erhält. Darüber hinaus wirkt sich die engere Anordnung der Lichtleitfasern S vorteilhaft auf die Qualität der tomographischen Bilder aus.
Bei den eben erläuterten Ausführungsbeispielen sind die der OCT-Betrachtung dienenden Lichtleitfasern und die der Bildleitung dienenden Lichtleitfasern am distalen Ende des gemischten Bündelabschnittes regelmäßig angeordnet, es kann jedoch auch eine unregelmäßige Anordnung gewählt werden, sofern diese keine extreme Mißverteilung aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Lichtleitfaserbündel kann das Licht, das durch die an dem gemischten Bündelabschnitt angeordneten Endflächen eingetreten ist, abgezweigt werden, um gewünschte Betriebszustände zu realisieren.
Weiterhin können mit der erfindungsgemäßen Endoskopeinrichtung tomographische Bilder eines dreidimensionalen Bereichs erhalten werden, der durch einen vorbestimmten zweidimensionalen Bereich auf der Oberfläche des Objektes und eine vorbestimmte Tiefe festgelegt ist. Ist unterhalb der Oberfläche des Objektes eine Schädigung vorhanden, so kann der Benutzer auf diese Weise die Schädigung genau und schnell identifizieren.

Claims

Endoskopeinrichtung, umfassend ein Lichtleitfaserbündel (16, 116, 216) mit mehreren ersten Lichtleitfasern (S) zum Übertragen von Licht, aus dem eintomographisches Bild eines Objekts erzeugt wird, und mit mehreren zweiten Lichtleitfasern (G) zum Übertragen von Licht, aus dem ein weiteres Bild des Objekts erzeugt wird, wobei die ersten und die zweiten Lichtleitfasern (S, G) an ihren objektzugewandten distalen Enden zu einem gemischten Bündelabschnitt (16a, 116a, 216a) gebündelt sind, die ersten Lichtleitfasern (S) an ihren proximalen Enden zu einem ersten abgezweigten Bündelabschnitt (16b, 116b, 216b) gebündelt sind, die zweiten Lichtleitfasern (G) an ihren proximalen Enden zu einem zweiten abgezweigten Bündelabschnitt (16c, 116c, 216c) gebündelt sind, und zumindest ein Teil der ersten Lichtleitfasern (S) in dem gemischten Bündelabschnitt (16a, 116a, 216a) von den zweiten Lichtleitfasern (G) umgeben ist.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 1, bei der die distalen Enden der ersten Lichtleitfasern (S) und die distalen Enden der zweiten Lichtleitfasern (G) alternierend in einem schachbrettartigen Muster angeordnet sind und so in dem gemischten Bündelabschnitt (116a) insgesamt eine rechteckige, dichtgepackte Anordnung bilden.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 1, bei der in dem gemischten Bündelabschnitt (116a) die ersten Lichtleitfasern (S) jeweils von sechs zweiten Lichtleitfasern (G) umgeben sind, so daß die ersten und die zweiten Lichtleitfasern (S, G) insgesamt eine hexagonale, dichtgepackte Anordnung bilden.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 1, bei der in dem gemischten Bündelabschnitt (216a) die ersten Lichtleitfasern (S) nebeneinander liegend und die zweiten Lichtleitfasern (G) um die ersten Lichtleitfasern (S) herum angeordnet sind.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 1, bei der in dem gemischten Bündelabschnitt (216a) die ersten Lichtleitfasern (S) nebeneinander liegend und die zweiten Lichtleitfasern (G) so um die ersten Lichtleitfasern (S) herum angeordnet sind, daß die Lichtleitfasern (S, G) insgesamt eine rechteckige, dichtgepackte Anordnung bilden.
Endoskopeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die ersten Lichtleitfasern (S) in dem ersten abgezweigten Bündelabschnitt (16b) in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung angeordnet sind.
Endoskopeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die ersten Lichtleitfasern (S) in dem ersten abgezweigten Bündelabschnitt (16b, 116b) in einer rechteckigen, dichtgepackten Anordnung angeordnet sind.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 6, bei der die zweiten Lichtleitfasern (G) in dem zweiten abgezweigten Bündelabschnitt (16c) in einer hexagonalen, dichtgepackten Anordnung angeordnet sind.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 5, bei der die zweiten Lichtleitfasern (G) in dem zweiten abgezweigten Bündelabschnitt (216c) in einer rechteckigen, dichtgepackten Anordnung angeordnet sind.
Endoskopeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dritten Lichtleitfasern (R), deren Anzahl gleich der der ersten Lichtleitfasern (S) ist, einem Optokoppler (323), der jede erste Lichtleitfaser (S) mit einer ihr zugeordneten dritten Lichtleitfaser (R) koppelt, einer Quelle (321) für schwach kohärentes Licht, die an den proximalen Enden der ersten oder der dritten Lichtleitfasern (S, R) angeordnet ist und schwach kohärentes Licht auf die entsprechenden Lichtleitfasern (S, R) ausgibt, einer dem distalen Ende des gemischten Bündelabschnittes (16a, 116a, 216a) des Lichtleitfaserbündels (16, 116, 216) gegenüberliegenden Objek tivoptik (15), die die schwach kohärenten Lichtstrahlen, die aus den jeweiligen, in dem gemischten Bündelabschnitt (16a, 116a, 216a) angeordneten distalen Enden der ersten Lichtleitfasern (S) ausgesendet werden, einzeln bündelt und diese Lichtstrahlen nach ihrer Reflexion an dem Objekt als Meßlichtstrahlen auf die ersten Lichtleitfasern (S) bündelt, einem den distalen Enden der dritten Lichtleitfasern (R) gegenüberliegenden Reflexionselement (324), das die aus diesen distalen Enden ausgesendeten schwach kohärenten Lichtstrahlen so reflektiert, daß diese als Referenzlichtstrahlen in die dritten Lichtleitfasern (R) eintreten, einem Einstellmechanismus (325), der für eine relative Änderung zwischen der Länge des von dem Optokoppler (323) über die ersten Lichtleitfasern (S) zu dem Objekt führenden optischen Weges und der Länge des von dem Optokoppler (323) über die dritten Lichtleitfasern (R) zu dem Reflexionselement (324) führenden optischen Weges sorgt, einem Fotodetektor (322), der bei Anordnung der Quelle (321) an den proximalen Enden der ersten Lichtleitfasern (S) an den proximalen Enden der dritten Lichtleitfasern (R) bzw. bei Anordnung der Quelle (321) an den proximalen Enden der dritten Lichtleitfasern (R) an den proximalen Enden der ersten Lichtleitfasern (S) angeordnet ist, wobei der Fotodetektor (322) einzelne Interferenzlichtstrahlen erfaßt, die durch Interferenz zwischen den Meßlichtstrahlen und den Referenzlichtstrahlen verursacht werden, und einem Steuerteil (41), der auf Grundlage eines von dem Fotodetektor (322) erfaßten Signals das tomographische Bild des Objektes erzeugt, während der Einstellmechanismus (325) für die relative Änderung zwischen den optischen Weglängen sorgt.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 10, umfassend eine Beleuchtungsoptik (14a, 14b), die das Objekt mit sichtbarem Licht bestrahlt, und einen Bildaufnahmeteil (23), der ein Bild aufnimmt, das durch die Lichtstrahlen erzeugt wird, die aus den in dem zweiten abgezweigten Bündelabschnitt (16c, 116c, 216c) des Lichtleitfaserbündels (16, 116, 216) angeordneten zweiten Lichtleitfasern (G) ausgesendet werden, und der dieses Bild in ein Bildsignal wandelt, wobei der Steuerteil (41) auf Grundlage des von dem Bildaufnahmeteil (23) erhaltenen Bildsignals ein sichtbares Bild der Objektoberfläche erzeugt.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 10, umfassend eine Beleuchtungsoptik (14a, 14b), die das Objekt mit Anregungslicht bestrahlt, welches das Objekt zur Aussendung von Eigenfluoreszenzstrahlung anregt, und einen Bildaufnahmeteil (24), der ein Bild aufnimmt, das durch die Lichtstrahlen erzeugt wird, die aus den in dem zweiten abgezweigten Bündelabschnitt (16c, 116c, 216c) des Lichtleitfaserbündels (16, 116, 216) angeordneten zweiten Lichtleitfasern (G) ausgesendet wird, und der dieses Bild in ein Bildsignal wandelt, wobei der Steuerteil (41) auf Grundlage des von dem Bildaufnahmeteil (24) erhaltenen Bildsignals ein Eigenfluoreszenzbild der Objektoberfläche erzeugt.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 10, umfassend eine Beleuchtungsoptik (14a, 14b), die das Objekt mit sichtbarem Licht oder mit Anregungslicht bestrahlt, das das Objekt zur Aussendung von Eigenfluoreszenzstrahlung anregt, und ein Bildaufnahmeteil (23, 24), der ein Bild aufnimmt, das durch die Lichtstrahlen erzeugt wird, die aus den in dem zweiten abgezweigten Bündelabschnitt (16c, 116c, 216c) des Lichtleitfaserbündels (16, 116, 216) angeordneten zweiten Lichtleitfasern (G) ausgesendet wird, und der dieses Bild in ein Bildsignal wandelt, wobei der Steuerteil (41) auf Grundlage des von dem Bildaufnahmeteil (23, 24) erhaltenen Bildsignals ein sichtbares Bild der Objektoberfläche erzeugt, wenn die Beleuchtungsoptik (14a, 14b) sichtbares Licht aussendet, und der Steuerteil (41) auf Grundlage des von dem Bildaufnahmeteil (23, 24) erhaltenen Bildsignals ein Eigenfluoreszenzbild der Objektoberfläche erzeugt, wenn die Beleuchtungsoptik (14a, 14b) Anregungslicht aussendet.
Endoskopeinrichtung nach Anspruch 13, umfassend eine Quelle für sichtbares Licht (311), eine Quelle für Anregungslicht (312) und einen Umschaltmechanismus (313, 314), mit dem auswählbar ist, ob das sichtbare Licht oder das Anregungslicht in die Beleuchtungsoptik (14a, 14b) gelangt.
Endoskopeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei der der Einstellmechanismus (325) das Reflexionselement (324) so bewegt, daß sich dieses den distalen Enden der dritten Lichtleitfasern (R) nähert oder sich von diesen entfernt, um die von dem Optokoppler (323) über die dritten Lichtleitfasern (R) zu dem Reflexionselement (324) führende optische Weglänge relativ zu der von dem Optokoppler (323) über die in dem ersten abgezweigten Bündelabschnitt (16b, 116b, 216b) angeordneten ersten Lichtleitfasern (S) zu dem Objekt führenden optischn Weglänge zu ändern.
Endoskopeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei der die Quelle 321 für schwach kohärentes Licht eine Superluminiszenzdiode ist.
Endoskopeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, umfassend einen Anzeigeteil (44) zum Darstellen des in dem Steuerteil (41) erzeugten Objektbildes.