DE102006014857A1

DE102006014857A1 - Endoskopische Vorrichtung mit Lichtemissionseinheit zur Gewinnung einer Tiefeninformation von einem Aufnahmeobjekt

Info

Publication number: DE102006014857A1
Application number: DE102006014857A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kuth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-07-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Durchführung minimalinvasiver Maßnahmen im Inneren des Körpers eines Patienten, mit wenigstens einer Bildaufnahmeeinheit (4) zur Aufnahme zweidimensionaler Bilder eines Aufnahmeobjektes (12), wobei die Bildaufnahmeeinheit (4) eine Linsenvorrichtung (5) und ein optoelektronisches Bildsensorarray (6) umfasst, welches elektrische Bildsignale liefert. Die Vorrichtung (1) weist wenigstens eine Lichtemissionseinrichtung (9) auf, über die mindestens eine Tiefeninformation zum Aufnahmeobjekt (12) ermittelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung minimal-invasiver Maßnahmen im Inneren des Körpers eines Patienten, mit wenigstens einer Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme zweidimensionaler Bilder eines Aufnahmeobjektes, wobei die Bildaufnahmeeinheit eine Linsenvorrichtung und ein optoelektronisches Bildsensorarray aufweist, welches elektrische Bildsignale liefert.

Zur Untersuchung bzw. Behandlung eines Menschen oder Tieres werden minimal- bzw. nicht-invasive medizinische Techniken eingesetzt. Seit längerem bekannt, ist die Benutzung von Endoskopen, welche durch Körperöffnungen oder kleinen Einschnitte in das Innere des Körpers eingebracht werden. Hierbei befinden sich an der Spitze eines mehr oder weniger langem biegsamen Katheters Inspektions- bzw. Manipulationsgeräte, z. B. eine Kamera, oder ein Greifer zur Ausführung einer gewünschten Tätigkeit. Weitere Geräte können in einen Arbeitskanal des Katheters zur Spitze verschoben und von dort auch wieder zurückgezogen werden.

Zur katheterfreien bzw. schlauchlosen Endoskopie sind deshalb seit einigen Jahren Endoskopiekapseln bekannt, welche der Patient entweder schluckt oder welche anderweitig in den Patienten eingeführt werden. Bei den Endoskopiekapseln kann zwischen passiv bewegten und aktiv bewegten Endoskopiekapseln unterschieden werden. Die passiv bewegten Endoskopiekapseln werden lediglich durch die Peristaltik durch den Verdauungstrakt des Patienten bewegt während die aktiv bewegbaren Endoskopiekapseln aktiv von außen steuerbar und navigierbar sind. Aus der DE 101 422 53 C1 ist eine Endoskopiekapseln bekannt, die mit einem Magneten ausgestattet ist und sich durch ein von einem externen Magnetspulensystem erzeugten Gradientenfeld ferngesteuert bewegen lässt.

Allen vorgenannten endoskopischen Vorrichtungen ist gemeinsam, dass diese Bilder aus dem inneren des Körpers, insbesondere aus dem Gastrointestinaltrakt liefern. In den vorgenannten Endoskopiekapseln, aber auch in einigen klassischen und mechanisch bewegbaren Endoskopen, befindet sich im Kopfbereich des Endoskops bzw. der Endoskopiekapsel eine miniaturisierte Bildaufnahmeeinrichtung bzw. Videokamera, vornehmlich in Form eines CCD-Chips mit zugehöriger Elektronik, Stromversorgung und Bildübertragungseinheit. Bei den Endoskopiekapseln wird das Bild i. d. R. über eine Funkverbindung nach außen übertragen. Bei den klassischen Endoskopen kann das Bild unter Verwendung einer in der Spitze des Endoskops untergebrachten miniaturisierten Videokamera aufgenommen und dann drahtgebunden in Form elektrischer Signale nach außen übertragen werden. Die Videobilder werden dann auf einer Anzeigeeinheit dem Diagnostizierenden präsentiert.

Derzeit übliche Bildaufnahmeeinrichtungen bzw. Videokameras bestehen wie beschrieben aus einem Bildsensorarray auf CCD-Basis, dem eine Optik unter Verwendung mindestens einer Linsenvorrichtung vorgeschaltet ist. Diese Linsenvorrichtung ist je nach Ausgestaltung mehr oder weniger weit vom CCD-Bildsensorarray beabstandet. Werden keine stereoskopischen Kameraanordnungen verwendet beinhaltet das aufgenommene Bild lediglich 2D-Informationen. Eine Tiefeninformation also kann nicht mitgeliefert werden. Insbesondere der Gastrointestinaltrakt aber auch jedes andere Hohlorgan kann sich in die Tiefe erstrecken, was dazu führt, dass im Blickfeld der Bildaufnahmeinrichtung der Linsenvorrichtung in sehr unterschiedlicher Entfernung erscheinen. Dies lässt sich aus den Bildern selbst jedoch insbesondere wegen der verwendeten Optik hoher Tiefenschärfe nicht erschließen. Für eine genaue Orientierung und Positionierung der endoskopischen Vorrichtung im Inneren des Körpers ist jedoch eine solche Tiefeninformation wünschenswert.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Technik anzugeben, die eine zusätzliche Tiefeninformation zu den 2D-Bildern liefert, um so eine einfachere Orientierung für den Diagnostizierenden zu erreichen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung wenigstens eine Lichtemissionseinrichtung aufweist, über die mindestens eine Tiefeninformation ermittelbar ist. Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, die endoskopische Vorrichtung zusätzlich zur 2D-Bildaufnahmeeinheit mit einer Lichtemissionseinrichtung auszustatten. Die Lichtemissionseinrichtung emittiert Licht in Aufnahmerichtung der Bildaufnahmeeinheit. Aus dem emittierten Lichtstrahl der Lichtemissionseinrichtung, welcher auf das Aufnahmeobjekt gerichtet ist, kann die Entfernung zum Aufnahmeobjekt ermittelt werden. Aus der gewonnenen Entfernungsinformation können entweder Stellinformationen abgeleitet werden, die eine genaue Positionierung der endoskopischen Vorrichtung ermöglicht. Diese Stellinformationen können beispielsweise auch Navigationsbefehle für eine automatische Steuerung der endoskopischen Vorrichtung sein. Des Weiteren lässt sich aus dem Lichtstrahl, welcher auf das Aufnahmeobjekt emittiert wird, die Oberflächenstruktur des Aufnahmeobjektes d.h. Erhebungen bzw. Vertiefungen ermitteln, welche dann unter Verwendung geeigneter Bildverarbeitungssoftware in die 2D-Bilder eingespielt werden können und somit das Verständnis über die 2D-Bilder erhöht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtemissionseinrichtung eine Lasereinrichtung ist. Durch eine Lasereinrichtung kann leicht ein stark gebündelter und damit ein im Messbereich des Hohlorgans nahezu entfernungsunabhängiger Lichtstrahl erzeugt werden.

In einer Variante der Erfindung projiziert die Lichtemissionseinrichtung zur Ermittlung der Tiefeninformation eine entfernungsunabhängige Lichtmarke auf das Aufnahmeobjekt. Diese auf das Aufnahmeobjekt projizierte Lichtmarke wird ebenso von der Bildaufnahmeeinheit erfasst. Eine Lichtmarke, welche von der Lichtemissionseinrichtung auf ein verhältnismäßig weit entferntes Aufnahmeobjekt projiziert wird, wird auch im Bild, welches durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommen wird, verhältnismäßig klein dargestellt. Eine Lichtmarke, welche auf ein sehr nahes Aufnahmeobjekt projiziert wird, ist auch im Bild, welches durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommen wird, vergleichsweise groß dargestellt. Voraussetzung hierfür ist ein Lichtstrahl, welcher im Messbereich eine entfernungsunabhängige Lichtmarke projiziert, bei dem es zu keiner Spreizung des Lichtstrahls im Entfernungsmessbereich kommt. Die Größe und Form der projizierten Lichtmarke wird von einer nachgeschalteten Bildverarbeitungssoftware analysiert. Diese ist in der Lage, den jeweiligen Abstand zum Aufnahmeobjekt zu berechnen. Ferner ist Bildverarbeitungssoftware in der Lage durch Auswertung der Gestalt bzw. Form der projizierten Lichtmarke beispielsweise auch eine Winkelstellung bzw. Neigung des Aufnahmeobjektes zu der Achse des emittierten Lichtstrahls zu bestimmen. i, d. R. wird die Achse des Lichtstrahls mit der Längsachse der endoskopischen Vorrichtung übereinstimmen, zumindest ist der Winkel zwischen diesen beiden Achsen konstruktiv bedingt und insofern bekannt. Somit kann auch auf die Lage des Aufnahmeobjektes in Relation zur Längsachse der endoskopischen Vorrichtung geschlossen werden. Durch mehrere Lichtemissionseinheiten dieser Art lassen sich auch unterschiedlich Marken projizieren und damit Tiefeninformationen an verschiedenen Stellen generieren.

In einer weiteren Variante weist die Lichtemissionseinrichtung Lichtformungsmittel auf, die die geometrische Figur der projizierten Lichtmarke festlegt. Über diese Lichtformungsmittel werden die durch die Lichtemissionseinrichtung emittierten Lichtstrahlen derart geformt, dass sie eine gewünschte geometrische Figur, beispielsweise ein Dreieck, ein Quadrat, ein Rechteck, als Lichtmarke auf das Aufnahmeobjekt projiziert. Durch die Auswertung von Verzerrungen der bekannten geometrischen Figur mit Auftreffen auf dem Aufnahmeob jekt, lassen sich zusätzliche Informationen gewinnen. So kann beispielsweise noch einfacher die Neigung des Aufnahmeobjektes festgestellt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung Mittel auf, die mit dem Laserlicht der Lasereinrichtung Interferenzmuster auf das Aufnahmeobjekt projizieren. Diese Mittel sind so auszugestalten, dass die Bedingungen für die Erzeugung von Interferenzmustern erfüllt werden. Dazu weisen die Mittel zunächst einen Strahlungsteiler auf, welcher zwei Teilstrahlen des Laserstrahls erzeugt. Nach Reflektion an wenigstens einem Hilfsspiegel werden die beiden Teilstrahlen entweder wieder gebündelt und dann über eine Aufweitungslinse auf das Aufnahmeobjekt gerichtet oder sie werden über zwei Aufweitungslinsen geführt und erst auf dem Aufnahmeobjekt selbst zusammengeführt. Zur Erzeugung der Interferenzmuster kommt es demnach zu einer Amplitudenaufspaltung, wie es beispielsweise in Interferometern der Fall ist. Die notwendige Kohärenzbedingung, d. h. die Fähigkeit der unterschiedlichen Teilstrahlen stationäre Interferenzen hervorzurufen wird durch die zeitliche, unveränderliche Phasendifferenz der beiden Teilstrahlen erreicht. Die projizierten Interferenzmuster werden wiederum, hinsichtlich des Linienverlaufs der einzelnen das Interferenzmuster bildenden Interferenzlinien, von einer nachgelagerten Bildverarbeitungssoftware analysiert. Dabei repräsentiert das Interferenzmuster die Topologie, d.h. die Oberflächenstruktur des Aufnahmeobjektes in Richtung der zwei Laserstrahlen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung zylinderförmig und ihre Längsachse weist im Wesentlichen Richtungsgleichheit zur optischen Achse der Linsenvorrichtung auf. Wird eine solche Vorrichtung um ihre Längsachse drehbar ausgeführt, so dreht sich die optische Achse gleichermaßen mit. Auf diese Weise können weitere auswertbare Lichtmarken oder Interferenzmuster auf das Aufnahmeobjekt projiziert werden. Über die so ausgestaltete Vorrichtung lassen sich nunmehr Tiefeninformationen vom Aufnahmeobjekt zu jedem beliebi gen Drehwinkel ermitteln. Dies führt zu einer vollständigen Entfernungsmessung über den gesamten Kreisumfang, den eine Lichtmarke bei Rotation auf das Aufnahmeobjekt abbildet und/oder zu einer vollständigeren Oberflächeninformation zum Aufnahmeobjekt. Auf diese Weise kann vom Diagnostizierenden entschieden werden, zu welchem Zeitpunkt detaillierter Daten erhoben werden sollen. Das Vorgenannte ist selbst dann noch vorteilhaft möglich wenn die optische Achse der Linsenvorrichtung und die Längsachse der zylindrischen Vorrichtung einen kleinen Winkel derart aufweisen, dass bei Rotation der endoskopischen Vorrichtung durch die Bildaufnahmeeinheit weitestgehend überlappende Aufnahmen vom Aufnahmeobjekt erzeugt werden.

Die vorstehende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein System zur Durchführung minimal-invasiver Maßnahmen im Inneren des Körpers eines Patienten, mit einer Vorrichtung gemäß eines der vorgenannten Ausführungsbeispiele, wobei das System Auswertemittel aufweist, die die Lichtmarken oder Interferenzmuster hinsichtlich ihrer Form und Größe zur Ermittlung der Tiefeninformation auswertet. Wie bereits erwähnt, beinhalten solche Auswertemittel im Wesentlichen Bildverarbeitungsalgorithmen, die aus dem zweidimensionalen Bild der Bilderfassungseinheit und den projizierten Marken bzw. Mustern zusätzliche Entfernungs- und/oder Oberflächeninformationen zum Aufnahmeobjekt bereitstellen.

In einer weiteren Ausprägung der Erfindung werden die Auswertemittel derart ausgebildet sein, dass sie aus der ermittelten Tiefeninformation von dem Aufnahmeobjekt und aus dem zweidimensionalen Bild von dem Aufnahmeobjekt ein dreidimensionales Bild konstruiert. Das konstruierte 3D-Bild wird dann beispielsweise über eine 3D-Grafikkarte einer 3D-Anzeigeeinheit zugeführt, welche dem rechten und linken Auge des Betrachters stereoskopische Bilder präsentiert.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen endoskopischen Vorrichtung zur Projektion einer Lichtmarke in größerer Entfernung zum Aufnahmeobjekt
2 eine beispielhafte Darstellung des Bildes mit eingeblendeter Lichtmarke für eine Aufnahmebedingung gemäß 1
3 eine Prinzipskizze der endoskopischen Vorrichtung zur Projektion einer Lichtmarke in geringer Entfernung zum Aufnahmeobjekt
4 eine beispielhafte Darstellung des Bildes mit eingeblendeter Lichtmarke für eine Aufnahmebedingung gemäß 3
5 eine Prinzipskizze der endoskopischen Vorrichtung zur Projektion von Interferenzmustern auf ein weitgehend planares Aufnahmeobjekt
6 eine beispielhafte Darstellung des Bildes mit Interferenzmuster für eine Aufnahmebedingung gemäß 5
7 eine Prinzipskizze der endoskopischen Vorrichtung zur Projektion von Indifferenzmustern auf ein profiliertes Aufnahmeobjekt
8 eine beispielhafte Darstellung des Bildes mit Interferenzmuster für eine Aufnahmebedingung gemäß 7
1 zeigt eine endoskopische Vorrichtung 1 innerhalb eines Hohlorgans 2. Die endoskopische Vorrichtung 1 weist ein zylindrisches Gehäuse 3 auf. Innerhalb des Gehäuses 3 befindet sich eine Bildaufnahmeeinheit 4. Die Bildaufnahmeeinheit 4 besteht aus einer Linsenvorrichtung 5 und einem optoelektronischen Bildsensorarray 6. Die Linsenvorrichtung 5 der Bildaufnahmeeinheit 4 erfasst ein Aufnahmeobjekt 12 in seinem Aufnahmebereich 10. Das Bildsensorarray 6 detektiert die vom Linsensystem 5 auftreffende optische Strahlung und wandelt diese in elektrische Bildsignale um. Diese werden auf die Sendeeinheit 7 gegeben und über eine hier nicht dargestellte Antenne an eine Empfangseinheit außerhalb des Körpers geleitet. Eine Stromversorgungs- und Steuereinheit 8 versorgt und steuert die Sendeeinheit 7 und die Bildaufnahmeeinheit 4. Ferner wird über die Stromversorgungs- und Steuereinheit 8 eine Lichtemissionseinheit 9 angesteuert. Die Lichtemissionseinheit 9 ist in der Lage einen gerichteten Lichtstrahl 11 zu emittieren, welcher im Aufnahmebereich 10 der Bildaufnahmeeinheit auf das Aufnahmeobjekt 12 fällt. Auf der Oberfläche des Aufnahmeobjektes 12 wird eine Lichtmarke 15 projiziert. Der Lichtstrahl 11, der durch die Lichtemissionseinheit 9 emittiert, wird ist derart gebündelt, dass die Größe der projizierten Lichtmarke 15 unabhängig von der Entfernung zwischen dem Aufnahmeobjekt 12 und der endoskopischen Vorrichtung 1 selbst ist. Die endoskopische Vorrichtung 1 hat die Längsachse 13. Die optische Achse 14 der Linsenvorrichtung und die Längsachse 13 der endoskopischen Vorrichtung sind im Wesentlichen richtungsgleich. Durch Rotation der endoskopischen Vorrichtung 1 um ihre Längsachse 13 werden weitere Lichtmarken 15 über den durch die Rotation beschriebenen Kreis projiziert. Auf diese weise lässt sich das Aufnahmeobjekt 12 weiter abtasten und so zumindest Angaben zur mittleren Entfernung des Aufnahmeobjektes 12 machen. Dazu müssen die Längsachsen 13 der endoskopischen Vorrichtung 1 und die optische Achse 14 nicht unbedingt identisch die gleiche Richtung aufweisen. Soweit beide Achsen einen genügend kleinen Winkel bilden und somit bei der Rotation überlappende Aufnahmen vom Aufnahmeobjekt 12 akquiriert werden, kann auch ein Winkel zwischen den beiden Achsen 13 und 14 zugelassen werden sein.
2 zeigt eine beispielhafte Darstellung des Bildes des Bildsensorarrays 6 und spiegelt die Aufnahmebedingung gemäß 1 wider. Das durch das Bildsensorarray 6 aufgenommene Bild stellt das Aufnahmeobjekt 12 dar und die durch die Lichtemissionseinheit 9 projizierte Lichtmarke 15. In der 1 ist das Bildaufnahmeobjekt 12 noch relativ weit von der en doskopischen Vorrichtung 1 entfernt. Dadurch erscheint die Lichtmarke 15 relativ klein im Bild des Bildsensorarrays 6 nach 2. Die gestrichelt dargestellten Lichtmarken 15 resultieren aus einer Rotation der endoskopischen Vorrichtung 1 um die Längsachse 13.
In 3 befindet sich die endoskopische Vorrichtung 1 im Vergleich zu 1 näher am Aufnahmeobjekt 12. Wieder wird durch die Lichtemissionseinheit 9 eine Lichtmarke 15 in den Aufnahmebereich 10 auf das Aufnahmeobjekt 12 projiziert. Die reale Größe der Lichtmarke 15 hat sich im Vergleich zu der in 1 dargestellten Lichtmarke wegen der starken Stahlbündelung des Lichtstrahls 11 nicht verändert. Durch den verkleinerten Aufnahmebereich 10 und seine gespreizte Darstellung auf dem Bildsensorarray 6 wird die Lichtmarke 15 jedoch im Vergleich zur 1 größer dargestellt. Über die Auswertung der Größe lässt sich eine Information zur Entfernung zwischen Aufnahmeobjekt und endoskopischer Vorrichtung 1 ableiten.
4 wiederum zeigt eine beispielhafte Darstellung des Bildes des Bildsensorarrays 6 und spiegelt die Aufnahmebedingung gemäß 3 wider. Es zeigt das Aufnahmeobjekt 12 im nunmehr verkleinerten Aufnahmebereich 10. Die gestichelt dargestellten Lichtmarken 15 ergeben sich wiederum durch Rotation der endoskopischen Vorrichtung 1 um die Längsachse 13.
Die in 5 prinzipiell dargestellte endoskopische Vorrichtung 1 weist nunmehr Mittel auf, die ein Interferenzmuster 24 auf das Aufnahmeobjekt 12 projizieren. Der durch die Lichtemissionseinheit 9 emittierte Lichtstrahl 11 gelangt auf den Strahlenteiler 20. Der Strahlenteiler 20 ist halbdurchlässig und lässt einen Teilstrahl 23 unabgelenkt passieren. Ein anderer Teilstrahl 22 wird durch den Strahlenteiler 20 nahezu orthogonal abgelenkt. Dieser Teilstrahl 22 fällt auf den Strahlenspiegel 21, der eine erneute Ablenkung des Teilstrahls 22 bewirkt. Teilstrahl 22 verläuft nunmehr nahezu parallel zum Teilstrahl 23. Beide Teilstrahlen 22, 23 sollen etwa gleiche Energiedichte aufweisen. Der Teilstrahl 22 fällt auf eine Aufweitungslinse 16 und trifft mit dem Strahlbereich 18 auf das Aufnahmeobjekt 12. Der Teilstrahl 23 trifft ebenfalls auf eine Aufweitungslinse 17 und wird nach Verlassen der Aufweitungslinse 17 im Strahlenbereich 19 auf das Aufnahmeobjekt 12 gelenkt. Aufgrund der Ablenkung des Teilstrahls 22 liegt dieser im Vergleich zum Teilstrahl 23 einen längeren Weg zurück. Dadurch kommt es zu einer Phasenverschiebung zwischen den beiden Teilstrahlen. Wellenlänge und Frequenz der beiden Teilstrahlen 22, 23 sind jedoch identisch. Somit können beide Teilstrahlen 22, 23 mit dem Auftreffen auf das Aufnahmeobjekt 12 Interferenzmuster 24 erzeugen. Das erzeugte Interferenzmuster 24 wird über die Bildsensorarray 6 erfasst. Über die anschließende Auswertung der Interferenzmuster 24 über entsprechende Bildauswertesoftware können Rückschlüsse auf das Oberflächenprofil des Aufnahmeobjektes 12 gezogen werden. Das so gewonnene Oberflächenprofil stellt das Profil in der räumlichen Anordnung von Aufweitungslinsen 16, 17 und Aufnahmeobjekt 12 dar. Um Interferenzmuster 24 auch in anderen räumlichen Beziehungen zwischen Aufweitungslinse 16, 17 und Aufnahmeobjekt 12 darzustellen, ist die endoskopische Vorrichtung 1 in der Lage, um ihre Längsachse 13 zur rotieren. Entsprechend der gewünschten Auflösung können mehrere Aufnahmen während einer vollständigen Rotationsbewegung gemacht werden. Das in 5 auf das Bildsensorarray 6 auftreffende Interferenzmuster 24 zeigt eine planare Oberfläche des Aufnahmeobjektes 12.
6 zeigt eine beispielhafte Darstellung des Bildes, aufgenommen durch das Bildsensorarray 6 mit Interferenzmuster 24 für eine Aufnahmebedingung gemäß 5. Die das Interferenzmuster 24 bildenden Linienscharen sind regelmäßig angeordnet und lassen somit auf die planare Oberfläche des Aufnahmeobjektes 12 schließen. Das gestrichelt dargestellte Interferenzmuster 24 ist über eine Rotation der endoskopischen Vorrichtung 1 um seine Längsachse 13 um 90° entstanden.
7 zeigt die endoskopische Vorrichtung 1 bei Aufnahme eines Aufnahmeobjektes 12, welches eine ausgeprägte Vertiefung 25 aufweist. Ansonsten gelten die gleichen Aufnahmebedingungen wie für 5.
8 spiegelt das durch das Bildsensorarray 6 aufgenommene Indifferenzmuster 24 wider und zeigt an der Stelle der Vertiefung 25 Unregelmäßigkeiten im Linienverlauf des Indifferenzmusters 24. Diese Linienverläufe sind mit entsprechender Bildverarbeitungssoftware auswertbar und es können Rückschlüsse auf das Profil des Aufnahmeprojektes 12 gezogen werden. Das gestrichelt dargestellte Interferenzmuster 24 ist wiederum über eine Rotation der endoskopischen Vorrichtung 1 um die Längsachse 13 um nahezu 90° entstanden und bildet auf diese Weise die Vertiefung 25 in einer anderen räumlichen Anordnung von Aufweitungslinsen 16, 17 und Aufnahmeobjekt 12 und damit in einer anderen Dimension dar.

Claims

Vorrichtung (1) zur Durchführung minimalinvasiver Maßnahmen im Inneren des Körpers eines Patienten, mit wenigstens einer Bildaufnahmeeinheit (4) zur Aufnahme zweidimensionaler Bilder eines Aufnahmeobjektes (12), wobei die Bildaufnahmeeinheit (4) eine Linsenvorrichtung (5) und ein optoelektronisches Bildsensorarray (6) umfasst, welches elektrische Bildsignale liefert, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtung (1) wenigstens eine Lichtemissionseinrichtung (9) aufweist, über die mindestens eine Tiefeninformation zum Aufnahmeobjekt (12) ermittelbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtemissionseinrichtung (9) eine Lasereinrichtung ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtemissionseinrichtung (9) zur Ermittlung der Tiefeninformation eine entfernungsunabhängige Lichtmarke (15) auf das Aufnahmeobjekt (12) projiziert.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtemissionseinrichtung (9) Lichtformungsmittel aufweist, die die geometrische Figur der projizierten Lichtmarke (15) festlegt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, die Vorrichtung Mittel (16, 17, 20, 21) aufweisen, die mit dem Lichtstahl (11) der Lasereinrichtung (9) Interferenzmuster (24) auf das Aufnahmeobjekt (12) projizieren.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zylinderförmig ist und ihre Längsachse (13) im Wesentlichen Richtungsgleichheit zur optischen Achse (14) der Linsenvorrichtung (5) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) um ihre Längsachse (13) drehbar ist und somit weitere auswertbare Lichtmarken (15) oder Interferenzmuster (24) auf das Aufnahmeobjekt (12) projiziert.
System zur Durchführung minimalinvasiver Maßnahmen in Inneren des Körpers eines Patienten mit einer Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 bis 7, wobei das System Auswertemittel aufweist, die die Lichtmarken (15) oder Interferenzmuster (24) hinsichtlich ihrer Form und Größe zur Ermittlung der Tiefeninformation auswertet.
System nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertemittel aus der ermittelten Tiefeninformation vom Aufnahmeobjekt (12) zusammen mit dem zweidimensionalen Bild vom Aufnahmeobjekt (12) ein dreidimensionales Bild konstruiert.