DE102008009308A1

DE102008009308A1 - Endoskopsystem

Info

Publication number: DE102008009308A1
Application number: DE102008009308A
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Okada
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2008-08-21
Also published as: US20080200764A1; JP2008194375A

Abstract

Beschrieben ist ein Endoskopsystem, umfassend ein Endoskop (100) mit einer ersten Optik (30) zum Erfassen eines Bildes eines zu beobachtenden Objektes (S) mit vorbestimmter Vergrößerung und einem ersten Reinigungssystem zum Reinigen einer vorderen Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) durch Ausstoßen eines Fluids auf diese Stirnfläche (30a); und einen Prozessor (200) zum Verarbeiten des durch das Endoskop (10) erfassten Bildes, der eine Lichtquelle (220) zum Beleuchten des Objektes (S) und einen Behälter (230) zum Speichern des Fluids enthält. Das erste Reinigungssystem weist einen Auslassteil (171a, 171a') auf, der gegenüber der vorderen Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) nach vorn übersteht, wenn das Fluid aus dem Auslassventil (171a, 171a') ausgestoßen wird, und nach hinten zurückgezogen ist, wenn das Bild des Objektes (S) durch die erste Optik (30) erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskop, das in einen Körper eingeführt werden kann, um Bilder von Körpergewebe aufzunehmen, sowie ein Endoskopsystem, das ein solches Endoskop enthält.
Kürzlich wurden sogenannte konfokale Endomikroskopsysteme mit einer konfokalen Optik eingeführt, die im Stande ist, in einer Körperhöhle Bilder eines Objektes mit starker Vergrößerung und hoher Auflösung einzufangen. In einem solchen konfokalen Endomikroskopsystem werden Bilder mit starker Vergrößerung und hoher Auflösung anhand von elektrischen Signalen wiedergegeben, die aus dem Objektlicht erzeugt werden, das nur durch eine Lochblende empfangen wird, die sich an einer zu einem Brennpunkt des Endoskopsystems konjugierten Stelle befindet. Eine solche Lochblende wird auch als „Pinhole" bezeichnet. Ein Beispiel für ein solches konfokales Endomikrosokopsystem ist in der japanischen Patentveröffentlichung 2005-640 beschrieben.
Bei dem in der oben bezeichneten Veröffentlichung offenbarten konfokalen Endomikroskopsystem wird eine Stirnfläche der konfokalen Optik in Kontakt mit dem Körpergewebe gebracht, wenn Objektbilder erzeugt werden. Diese Stirnfläche wird so leicht beispielsweise mit Flecken von Körperflüssigkeit verschmutzt. Solche Flecken beeinträchtigen die erzeugten Bilder. In konventionellen konfokalen Endomikroskopsystemen gibt es bisher keine speziell hierfür vorgesehene wirksame Konstruktion zur Reinigung der oben genannten Stirnfläche.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Endoskop und ein Endoskopsystem anzugeben, die es ermöglichen, dass die Stirnfläche einer Optik, insbesondere einer konfokalen Optik, wirksam gereinigt werden kann, während ein Bild durch die Optik aufgenommen und betrachtet wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein konfokales Endomikroskopsystem nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine Vorderansicht eines distalen Endabschnittes eines flexiblen Einführrohrs in dem konfokalen Endomikroskopsystem nach erstem Ausführungsbeispiel;
3A bis 3C schematische Darstellungen einer Schalteinheit des konfokalen Endomikroskopsystems nach erstem Ausführungsbeispiel;
4A und 4B den schematischen Aufbau eines Düsenabschnitts in dem konfokalen Endomikroskopsystem nach erstem Ausführungsbeispiel; und
5A und 5B den schematischen Aufbau eines Düsenabschnitts in einem konfokalen Endomikroskopsystem nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch ein konfokales Endomikroskopsystem 500 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Das konfokale Endomikroskopsystem 500 enthält ein elektronisches Endoskop 100, das in eine Körperhöhle einführbar ist, um dort Bilder aufzunehmen, einen ersten Prozessor 200 und einen zweiten Prozessor 300, die jeweils an das elektronische Mikroskop 100 angeschlossen sind. Die Prozessoren 200 und 300 sind ferner jeweils mit einem nicht gezeigten Monitor verbunden, der über die Prozessoren 200 und 300 die Bilder anzeigt.
Der erste Prozessor 200, der im Allgemeinen zur konventionellen Beobachtung eingesetzt wird, enthält eine Bildverarbeitungseinheit 210, eine konventionelle Lichtquelleneinheit 220, einen Behälter 230 und eine Luftpumpe 240. Der zweite Prozessor 300, der zur konfokalen Beobach tung eingesetzt wird, enthält eine Bildverarbeitungseinheit 310 und eine Laserlichtquelle 320. In 1 sind, um die Beschreibung zu vereinfachen, andere zum Betrieb benötigte Komponenten weggelassen, z: B. ein Lichtleitelement, das Lichtleitfasern und Signalleitungen enthält, die Licht bzw. elektrische Signale zwischen einem flexiblen Einführrohr 10 und der Bildverarbeitungseinheit 210, der konventionellen Lichtquelleneinheit 220, der Bildverarbeitungseinheit 310 und der Laserlichtquelle 320 übertragen.
Das elektronische Endoskop 100 nach vorliegendem Ausführungsbeispiel verfügt über eine Funktion zur konventionellen Beobachtung, die es ermöglicht, in einer Körperhöhle in vivo Bilder von Gewebe mit einer Bildaufnahmeoptik, z. B. einem ladungsgekoppelten Bauelement, kurz CCD, aufzunehmen. Das elektronische Endoskop 100 verfügt ferner über eine Funktion zur konfokalen Beobachtung, die es ermöglicht, Bildinformationen von Gewebe in einer Körperhöhle mittels einer konfokalen Optik 30 zu erfassen. Das elektronische Endoskop 100 hat das in die Körperhöhle einzuführende flexible Einführrohr 10, das einen distalen Endabschnitt 11 aufweist, einen Instrumenteneintritt 12, durch den ein Behandlungsinstrument wie eine Zange oder Pinzette in das flexible Einführrohr 10 eingeführt wird, einen Handgriff 13, den eine Bedienperson während des Betriebs des Endoskops 100 hält, eine Bedieneinheit 14 mit verschiedenen Tasten und Hebeln zum Steuern der Bewegung des Endoskops 100, sowie ein mit dem ersten Prozessor 200 verbundenes erstes Kabel 15 und ein mit dem zweiten Prozessor 300 verbundenes zweites Kabel 16.
2 zeigt eine Vorderansicht des distalen Endabschnitts 11 des flexiblen Einführrohrs 10 in dem konfokalen Endomikroskopsystem 500 nach erstem Ausführungsbeispiel. Das elektronische Endoskop 100 enthält ein Flüssigkeitszuführrohr 17 und ein Luftzuführrohr 18, die jeweils dazu dienen, ein Fluid zu transportieren, mit dem die vorderen Stirnflächen der konfokalen Optik 30 und einer Bildaufnahmeoptik 90 gereinigt werden. So ist eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, zur Reinigung der vorderen Stirnflächen der konfokalen Optik 30 und der Bildaufnahmeoptik 90 in dem Behälter 230 gespeichert und wird durch das Flüssigkeitszuführrohr 17 zu einer Schalteinheit 19 befördert, wenn das elektronische Endoskop 100 mit dem ersten Prozessor 200 verbunden ist. Die Schalteinheit 19 ist ferner mit einer ersten Flüssigkeitsleitung 171 und einer zweiten Flüssigkeitsleitung 172 verbunden. Das Wasser, das der Schalteinheit 19 durch das Flüssigkeitszuführrohr 17 zugeführt wird, wird zu einer der Flüssigkeitsleitungen 171 und 172 geleitet.
Die erste Flüssigkeitsleitung 171 weist einen Düsenabschnitt 171a nahe dem distalen Endabschnitt 11 des flexiblen Einführrohrs 10 auf. Das durch die erste Flüssigkeitsleitung 171 geführte Wasser wird aus einem Auslassteil 171b des Düsenabschnitts 171a auf eine vordere Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30 ausgestoßen. Die zweite Flüssigkeitsleitung 172 weist einen Düsenabschnitt 172a in der Nähe des distalen Endabschnitts 11 des flexiblen Einführrohrs 10 auf. Das durch die zweite Flüssigkeitsleitung 172 geführte Wasser wird aus einem Auslassteil 172b des Düsenabschnitts 172a auf eine vordere Stirnfläche 90a der Bildaufnahmeoptik 90 ausgestoßen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann also das in dem einzigen Behälter 230 gespeicherte Wasser separat aus einem der beiden Auslassteile 171b und 172b ausgestoßen werden, um eine der Optiken 30 und 90 zu reinigen.
Gas, z. B. Luft, wird durch die Luftpumpe 240 bereitgestellt und durch das Luftzuführrohr 18 zu der Schalteinheit 19 befördert. Die Schalteinheit 19 ist mit einer Luftleitung 181 verbunden. Die der Schalteinheit 19 durch das Luftzuführrohr 18 zugeführte Luft wird zu der Luftleitung 181 geleitet. Die Luftleitung 181 weist einen Düsenabschnitt 18a in der Nähe des distalen Endabschnitts 11 des flexiblen Einführrohrs 10 auf. Die durch die Luftleitung 181 geleitete Luft wird aus einem Auslassteil 18b des Düsenabschnitts 18a auf die vordere Stirnfläche 90a der Bildaufnahmeoptik 90 ausgestoßen. Die anderen in 2 gezeigten vorderen Stirnflächen gehören beispielsweise zu einem Beleuchtungsfenster, durch das Beleuchtungslicht ausgesendet wird, und zu einem Instrumentenkanal, durch das ein durch den Instrumenteneintritt 12 eingeführtes Behandlungsinstrument ausgeschoben wird. Diese an dem distalen Endabschnitt 11 angeordneten vorderen Stirnflächen werden jedoch im Folgenden nicht im Einzelnen beschrieben.
Im Folgenden wird ein Prozess beschrieben, in dem Bilder zur konfokalen Beobachtung von Körpergewebe S in dem wie oben beschrieben aufgebauten konfokalen Endomikroskopsystem 500 erzeugt werden. Während der konfokalen Beobachtung muss sich die vordere Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30 in direktem Kontakt mit dem Körpergewebe S befinden. Das elektronische Endoskop 100 nach vorliegendem Ausführungsbeispiel ist deshalb so ausgestaltet, dass die vordere Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30 weiter hervorsteht als die vordere Stirnfläche 90a der Bildaufnahmeoptik 90.
Ein Laserstrahl, der eine bestimmte Wellenlänge aufweist und so als Anregungslicht wirkt, wird von der Lichtquelleneinheit 320 ausgesendet und tritt durch ein nicht gezeigtes Lichtleitelement in die konfokale Optik 30 ein. Die konfokale Optik 30 nach vorliegendem Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, dass eine Lichtaustrittsfläche des Lichtleitelementes als sekundäre Punktlichtquelle und als konfokale Lochblende, auch als „Pinhole" bezeichnet, dient, um speziell Fluoreszenzstrahlung zu erfassen, die der von der Laserlichtquelleneinheit 320 ausgesendete Laserstrahl erzeugt und von dem Körpergewebe S im Zielpunkt des Bestrahlungslichtes abgegeben wird. Die zu erfassende, von dem Körpergewebe S abgegebene Fluoreszenzstrahlung hängt so gegebenenfalls davon ab, wie die konfokale Lochblende und das Körpergewebe S zueinander angeordnet sind. Das konfokale Endomikroskopsystem 500 nach vorliegendem Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, dass die Lichtquelle minutiös längs der optischen Achse vorgeschoben und zurückgezogen sowie in einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse liegt, verschoben werden kann. Der von der Punktlichtquelle abgegebene Laserstrahl kann deshalb eine Flächenabtastung des Körpergewebes in drei Dimensionen vornehmen.
Die Fluoreszenzstrahlung, die von dem mit dem Laserstrahl beleuchteten Körpergewebe S erzeugt wird, wird an der Lichtaussendefläche empfangen und gelangt in das Lichtleitelement, durch das es zu dem zweiten Prozessor 300 geleitet wird. Dort wird die Fluoreszenzstrahlung beispielsweise durch einen nicht gezeigten Lichtwellenleiterkoppler von dem aus der Lichtquelleneinheit 320 stammenden Licht separiert und in der Bildverarbeitungseinheit 310 empfangen. Die Bildverarbeitungseinheit 310 verarbeitet die empfangende Fluoreszenzstrahlung, um ein Punktbild zu erzeugen und so schließlich ein Einzelbild, auch als „Frame" bezeichnet, bereitzustellen. Das konfokale Endomikroskopsystem 500 nach vorliegendem Ausführungsbeispiel kann die wie oben beschrieben erzeugten Bilder auf dem Monitor zweidimensional und dreidimensional darstellen. Außerdem können Schnittbilder auf Grundlage des dreidimensionalen Bildes dargestellt werden. Die Bildverarbeitungseinheit 30 verarbeitet die Fluoreszenzstrahlung abhängig davon, welches Darstellungsverfahren die Bedienperson über die Bedieneinheit 13 eingestellt hat.
Im Folgenden wird ein Prozess beschrieben, in dem mit dem konfokalen Endomikroskopsystem 500 eine konventionelle Beobachtung vorgenommen wird. In dieser konventionellen Beobachtung reflektiert das Körpergewebe S das Licht, z. B. Weißlicht, das von der in dem ersten Prozessor 200 vorgesehenen konventionellen Lichtquelle 220 ausgesendet wird. Das reflektierte Licht wird von einem nicht gezeigten Bildaufnahmeelement aufgenommen, das in der Bildaufnahmeoptik 90 vorgesehen ist. Dieses Bildaufnahmeelement wandelt das reflektierte Licht in Bildsignale, die das Bild des Körpergewebes S wiedergeben, und leitet die Bildsignale zu der Bildverarbeitungseinheit 210, in der auf Grundlage der Bildsignale ein Bild erzeugt wird. Dieses Bild wird dann zur Darstellung an den Monitor gesendet.
Unter Bezugnahme auf die 3A bis 3C wird im Folgenden eine Konstruktion beschrieben, die dazu dient, in dem konfokalen Endomikroskopsystem 500 nach vorliegendem Ausführungsbeispiel das Fluid zu befördern. Die 3A bis 3C zeigen schematisch die Schalteinheit 19 des konfokalen Endomikroskopsystems 500 nach erstem Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigt 3A die Schalteinheit 19, durch die Luft aus dem Luftzuführrohr 18 zu der Luftleitung 181 befördert wird. 3B zeigt die Schalteinheit 19, durch die Wasser von dem Flüssigkeitszuführrohr 17 zu der zweiten Flüssigkeitsleitung 172 befördert wird. 3C zeigt die Schalteinheit 19, durch die Wasser von dem Flüssigkeitszuführrohr 17 zu der ersten Flüssigkeitsleitung 171 befördert wird.
Wie in den 3A bis 3C gezeigt, weist die Schalteinheit 19 einen Zylinder 19a auf. Der Zylinder 19a ist an seiner Unterseite mit einer Bodenabdeckung 90b abgedichtet. Der Zylinder 19a ist – in den 3A bis 3C von unten nach oben – mit dem Luftzuführrohr 18, der Luftleitung 181, der zweiten Flüssigkeitsleitung 172, dem Flüssigkeitszuführrohr 17 und der ersten Flüssigkeitsleitung 171 verbunden.
Innerhalb des Zylinders 19a befindet sich ein Kolben 19c, dessen Durchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Zylinders 19a angepasst ist. Der Kolben 19c kann so in Längsrichtung des Zylinders 19a vorgeschoben und zurückgezogen, d. h. in den 3A bis 3C vertikal nach unten gedrückt und nach oben gezogen werden. Der Kolben 19c hat an seinem oberen Ende, d. h. von der Bodenabdeckung 19b abgewandt, einen Knopf 14a, der zum Steuern der Fluidversorgung betätigt wird. Die Schalteinheit 19 wird somit über den Knopf 14A betätigt. Der Kolben 19c hat an einer Stelle, an der sich die Mittelachse des Kolbens 19c befindet, ein Entlüftungsloch 19d, das zur Oberseite hin offen ist. Der Knopf 14a hat ein mit dem Entlüftungsloch 19d zusammenwirkendes Leckloch 14b, das auf das Entlüftungsloch 19d ausgerichtet ist.
Der Kolben 19c hat ferner an seiner Außenfläche – in den 3A bis 3C von unten nach oben – eine Luftzuführnut 19e, eine zweite Flüssigkeitszuführnut 19f und eine erste Flüssigkeitszuführnut 19g. Die Luftzuführnut 19e steht in Verbindung mit dem Entlüftungsloch 19d. Jedoch befindet sich ein kreisförmiges Ventil 19h hinter dem Bereich, in dem das Entlüftungsloch 19d und die Luftzuführnut 19e miteinander in Verbindung stehen. Die Dichtung 19h ist elastisch, kreisförmig und im Querschnitt V-förmig. Der Kolben 19c ist ferner mit O-Ringen versehen, die eine Leckage des Fluids in der Nähe der Enden der Nuten 19e, 19f, 19g verhindern.
Die Schalteinheit 19 enthält eine erste Feder 19i und eine zweite Feder 19j, die unterschiedliche Längen aufweisen und den Kolben 19c umgeben. Die erste Feder 19i ist länger als die zweite Feder 19j. Die erste Feder 19i ist zwischen einem ersten Anschlagelement 14c und einer Aufnahmebasis 14e angeordnet, während sich die zweite Feder 19j zwischen einem zweiten Anschlag 14d, der zwischen dem ersten Anschlag 14c und der Aufnahmebasis 14e angeordnet ist, und einer Aufnahmebasis 14e befindet.
Die erste und die zweite Feder 19i, 19j bewirken, dass der Knopf 14a sowie der Kolben 19c in zwei Schritten aus einer Anfangsstellung, in der der Knopf 14a nicht gedrückt ist, nach unten gedrückt werden können. 3A zeigt den Knopf 14a in der Anfangsstellung. 3B zeigt den Knopf 14a in einer ersten gedrückten Stellung, in der die erste Feder 19i soweit nach unten gedrückt ist, bis der erste Anschlag 14c in Kontakt mit dem zweiten Anschlag 14d kommt. Wird der Knopf 14a ausgehend von der in 3B gezeigten ersten gedrückten Stellung weiter nach unten gedrückt, so werden sowohl die erste Feder 19i als auch die zweite Feder 19j nach unten gedrückt, bis die zweite Feder 19j maximal zusammengedrückt ist, wie in 3C gezeigt ist. Dies wird im Folgenden als zweite gedrückte Stellung bezeichnet. 3C zeigt also den Knopf 14a in der zweiten gedrückten Stellung. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste Feder 19i und die zweite Feder 19j so ausgebildet, dass sie unterschiedliche Ausdehnungskräfte aufweist. So ist die Ausdehnungskraft der ersten Feder 19i kleiner als die Ausdehnungskraft der zweiten Feder 19j, wodurch die Bedienperson unterschiedliche Druckkräfte wahrnehmen kann, die erforderlich sind, den Knopf 14a in die erste gedrückte Stellung und in die zweite gedrückte Stellung zu bewegen. Dies erleichtert die Bedienung des Knopfs 14a.
Wird die in 1 gezeigte Luftpumpe 240 in Betrieb genommen, so wird Luft durch das Luftzuführrohr 18 zu der vorstehend beschriebenen Schalteinheit 19 geleitet. In der in 3A gezeigten Anfangsstellung können das Luftzuführrohr 18 und die Luftleitung 181 über das Entlüftungsloch 19d und die Luftzuführnut 19e miteinander kommunizieren. Dichtet jedoch in diesem Zustand die Bedienperson das Leckloch 14b nicht ab und lässt dieses offen, so kann die Luft durch das Entlüftungsloch 19d und das Leckloch 14b aus der Schalteinheit 19 entweichen, ohne durch das kreisförmige Ventil 19h zu treten, da die in das Entlüftungsloch 19d gepumpte Luft bis zu einem gewissen Grad komprimiert werden muss, um durch das kreisförmige Ventil 19h zu treten. Die Luft ist somit daran gehindert, in die Luftzuführnut 19e und die Luftleitung 181 zu strömen.
Dichtet die Bedienperson das Leckloch 14b des Knopfs 14a in der in 3A gezeigten Anfangsstellung ab, so wird die durch das Luftzuführrohr 18 in die Schalteinheit 19 gepumpte Luft in dem Entlüftungsloch 19d beträchtlich komprimiert, wodurch sie durch das kreisförmige Ventil 19h tritt und in die Luftleitung 181 gelangt, wie in 3A durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist. Die Luft wird so durch die Luftleitung 181, den Düsenabschnitt 18a und den Auslassteil 18b aus dem Endoskop 100 nach außen geleitet. Dabei wird die ausgestoßene Luft auf die vordere Stirnfläche 90a der Bildaufnahmeoptik 90 gerichtet. Der Wasserpegel in dem Behälter 230 bleibt dabei unbeeinflusst. Auf der vorderen Stirnfläche 90a vorhandene Verunreinigungen können so durch den Luftdruck beseitigt werden.
Dichtet die Bedienperson das Leckloch 14b ab und drückt sie den Knopf 14a nach unten, wie in 3B gezeigt ist, so kommunizieren das Flüssigkeitszuführrohr 17 und die zweite Flüssigkeitsleitung 172 über die zweite Flüssigkeitszuführnut 19f miteinander. In diesem Zustand sind das Luftzuführrohr 18 und die Luftleitung 181 voneinander getrennt. Wird in diesem Zustand die Luftpumpe 240 in Betrieb genommen, so wird Luft in den Behälter 230 gepumpt, wodurch der Wasserpegel in dem Behälter 230 nach unten gedrückt und Wasser in das Flüssigkeitszuführrohr 17 geleitet wird. So gelangt das Wasser durch die zweite Flüssigkeitszuführnut 19f in die zweite Flüssigkeitsleitung 172, wie in 3B durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist. Das Wasser wird so durch die zweite Flüssigkeitsleitung 172, den Düsenabschnitt 172a und den Auslassteil 172b aus dem Endoskop 100 nach außen geleitet. Das ausgestoßene Wasser wird auf die vordere Stirnfläche 90a der Bildaufnahmeoptik 90 gerichtet. Die Verunreinigungen, die sich auf der vorderen Stirnfläche 90a befinden, können so durch den Wasserdruck entfernt werden.
Dichtet die Bedienperson das Leckloch 14b ab und drückt den Knopf 14a weiter nach unten, wie in 3C gezeigt ist, so kommunizieren das Flüssigkeitszuführrohr 17 und die erste Flüssigkeitsleitung 171 über die erste Flüssigkeitszuführnut 19b miteinander. In diesem Zustand sind das Luftzuführrohr 18 und die Luftleitung 181 voneinander getrennt. Wird in diesem Zustand die Luftpumpe 240 in Betrieb genommen, so wird Luft in den Behälter 230 gepumpt, wodurch der Wasserpegel in den Behälter 230 nach unten gedrückt und das Wasser in das Flüssigkeitszuführrohr 17 geleitet wird. Das Wasser gelangt so durch die erste Flüssigkeitszuführnut 19g in die erste Flüssigkeitsleitung 171, wie in 3C durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist. Das Wasser wird so durch die erste Flüssigkeitsleitung 171 zu dem Düsenabschnitt 171a geleitet.
Die 4A und 4B zeigen schematisch den Aufbau des Düsenabschnitts 171a in dem konfokalen Endomikroskopsystem 500 nach erstem Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt 4A den Düsenabschnitt 171a, wenn kein Wasser zugeführt wird, während 4B den Düsenabschnitt 171a zeigt, wenn Wasser zugeführt wird.
Der Düsenabschnitt 171a enthält eine Basis 171c, einen beweglichen Teil 171d, eine Zugschraubenfeder 171e und eine Führung 171f. Die Basis 171c ist an dem distalen Endabschnitt 11 des flexiblen Einführrohrs 10 befestigt. Der bewegliche Teil 171d ist über die Zugschraubenfeder 171e an der Basis 171c angebracht und längs der Führung 171f verschiebbar. Die Führung 171f erstreckt sich in Richtung der optischen Achse der konfokalen Optik 30. Die optische Achse liegt senkrecht zur vorderen Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30. Der bewegliche Teil 171d wird mit Dehnen und Zusammendrücken der Zugschraubenfeder 171e längs der Führung 171f in Richtung der optischen Achse verschoben.
Führt der Düsenabschnitt 171a kein Wasser, wie in 4A gezeigt ist, so ist die Zugschraubenfeder 171e zusammengedrückt. Der bewegliche Teil 171d befindet sich in diesem Fall in dem distalen Endabschnitt 1 des Einführrohrs 10. Der Auslassteil 171b ist so durch die Außenfläche des distalen Endabschnitts 11 geschlossen. In diesem Zustand liegen die vordere Stirnfläche des Düsenabschnitts 171a und die vordere Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30 im Wesentlichen bündig in der gleichen Ebene. Der Düsenabschnitt 171a kann dabei so gestaltet sein, dass seine vordere Stirnfläche aus der Ebene, in der sich die vordere Stirnfläche 30a befindet, nach hinten zurückgezogen ist, sofern der Auslassteil 171b durch die Außenfläche des distalen Endabschnitts 11 geschlossen ist.
Wird Wasser in den Düsenabschnitt 171a befördert (in 4B ist der Wasserfluss durch Pfeile angedeutet), so drückt das Wasser auf die Innenfläche des Düsenabschnitts 171a. Wie in 4B gezeigt, wird dadurch der bewegliche Teil 171d längs der Führung 171f vorgeschoben, so dass er aus der Ebene, in der die vordere Stirnfläche 30a liegt, hervortritt. Mit Vorschub des beweglichen Teils 171d öffnet sich der Auslassteil 171b, so dass das Wasser durch den Auslassteil 171b herausfließt. Dadurch kann die vordere Stirnfläche 30a der konfokalen Optik gereinigt werden. Hört das Wasser auf zu fließen, so kehrt der bewegliche Teil 171d durch die kontrahierende Wirkung der Zugschraubenfeder 171e in seine Anfangsstellung (4A) zurück, in der er in den distalen Endabschnitt 11 eingezogen ist.
Durch die oben beschriebene Ausgestaltung des Düsenabschnitts 171a kann dessen vordere Stirnfläche in dem distalen Endabschnitt 11 des flexiblen Einführrohrs 10 untergebracht werden, wenn die endoskopische Beobachtung durchgeführt wird, so dass der Düsenabschnitt 171a die vordere Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30, die sich in Kontakt mit dem Körpergewebe S befindet, nicht störend beeinflusst. Die vordere Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30 kann so in direktem Kontakt mit dem Körpergewebe S angeordnet werden, um das konfokale Bild zuverlässig zu erzeugen.
Während des Reinigungsvorgangs kann das Wasser durch den Auslassteil 171b ausströmen, während der Düsenabschnitt 171a gegenüber der vorderen Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30 vorgeschoben ist, so dass das Wasser über die vordere Stirnfläche 30a nach unten fließt und die vordere Stirnfläche 30a wirksam und zuverlässig reinigt, ungeachtet der Länge, um die die vordere Stirnfläche 30a gegenüber der vorderen Stirnfläche 90a der Bildaufnahmeoptik 90 übersteht.
Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist beispielsweise die Anzahl der Optiken, deren vordere Stirnflächen zu reinigen sind, nicht auf zwei (d. h. in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel auf die der konventionellen Beobachtung dienende Bildaufnahmeoptik 90 und die konfokale Optik 30) beschränkt. Enthält das Endoskopsystem nur eine einzige der Beobachtung dienende Optik, so kann auch nur ein einziger Satz von Wasser führenden Rohren bzw. Leitungen vorgesehen werden.
In einem anderen Beispiel kann der Düsenabschnitt zur Reinigung der Fläche der Optik, der wie oben beschrieben in den vorderen Endabschnitt des flexiblen Einführrohrs zurückziehbar ist, auf eine Bildaufnahmeoptik eines der konventionellen Beobachtung dienenden Endoskops angewandt werden. In einer solchen Ausgestaltung können Lichtreflexe vermieden werden, die durch Reflexion von Beleuchtungslicht an einer Düse, die aus der vorderen Stirnfläche der Optik nach außen hervorsteht, verursacht werden und die Bildqualität verschlechtern.
Auch muss der Düsenabschnitt 171a nicht notwendigerweise durch die Ausdehnungskraft der Zugschraubenfeder 171e längs der Führung 171f verschoben werden, sofern sichergestellt ist, dass der Düsenabschnitt 171a während des Reinigungsvorgangs aus der vorderen Stirnfläche 30a nach außen vorgeschoben und zur Aufbewahrung in dem distalen Endabschnitt 11 zurückgezogen werden kann, wenn sich die konfokale Optik 30 während der Beobachtung in direktem Kontakt mit dem Körpergewebe S be findet. Ein Beispiel für eine solche Ausgestaltung ist in den 5A und 5B als zweites Ausführungsbeispiel gezeigt.
Die 5A und 5B zeigen die Ausgestaltung eines Düsenabschnitts 171a' nach zweitem Ausführungsbeispiel.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel weist der Düsenabschnitt 171a' eine elastisches Endstück 171b auf, das beispielsweise aus Gummi besteht und den Auslassteil 171b definiert. Wird kein Wasser in den Düsenabschnitt 171a' befördert, wie in 5A gezeigt, so verschließt das Endstück 171g die Öffnung, und das vordere Ende des Düsenabschnitts 171a' bleibt in der Ebene, in der sich die vordere Stirnfläche 30A befindet.
Wird Wasser in dem Düsenabschnitt 171a' befördert, wie in 5B gezeigt ist, so wird das Endstück 171g durch den Wasserdruck elastisch verformt. Somit öffnet sich der Auslassteil 171b, und das Wasser wird durch den Auslassteil 171b auf die vordere Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30 ausgestoßen. In dieser Ausgestaltung weist das Endstück 171g eine Spitze 171h auf, deren Krümmung so vorbestimmt ist, dass sie die Größe des Auslassteils 171b festlegt. Dabei ist die Größe des Auslassteils 171b so festgelegt, dass das Wasser ungeachtet der Verformung des Endstücks 171g wirksam auf die vordere Stirnfläche 30a ausgestoßen werden kann. In dieser Ausführungsform kann der Düsenabschnitt 171a' einfacher aufgebaut sein als der in dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehene Düsenabschnitt 171a.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Düsenabschnitte 171a, 171a' in der gleichen Ebene wie die vordere Stirnfläche 30a ausgerichtet (oder zurückgezogen) werden, wenn die vordere Stirnfläche 30a in direktem Kontakt mit dem Körpergewebe kommt, d. h. während die konfokale Beobachtung durchgeführt wird. In einer solchen Ausführungsform kann der in 4A und 4B gezeigte Düsenabschnitt 171a beispielsweise so ausgebildet sein, dass der bewegliche Teil 171d in seiner Anfangsstellung um eine vorbestimmte Länge gegenüber der vorderen Stirnfläche 30a nach außen übersteht. In dieser Ausführungsform ist die Zugschraubenfeder 171e durch eine Druckschraubenfeder ersetzt. So kann der Düsenabschnitt 171a auf die gleiche Ebene wie die vordere Stirnfläche 30a ausgerichtet (oder aus dieser Ebene zurückgezogen) werden, wenn die Druckschraubenfeder zusammengedrückt wird. Befindet sich die vordere Stirnfläche 30a in direktem Kontakt mit dem Körpergewebe S, so drückt das Körpergewebe S so auf den beweglichen Teil 171d, dass der Düsenabschnitt 171a in dem vorderen Endabschnitt 11 des flexiblen Einführrohrs 10 aufgenommen werden kann.
Die Flüssigkeit, mit der die vordere Stirnfläche 30a der konfokalen Optik 30 gereinigt wird, ist nicht auf Wasser beschränkt. Sie kann durch eine andere Reinigungsflüssigkeit oder auch durch Gas, z. B. Luft, ersetzt werden. Auch können der Behälter 230 und die Luftpumpe 240 statt in dem ersten Prozessor 200 auch in dem zweiten Prozessor 300 angeordnet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-640 [0002]

Claims

Endoskopsystem mit: – einem Endoskop (100) mit einer ersten Optik (30) zum Erfassen eines Bildes eines zu beobachtenden Objektes (S) mit vorbestimmter Vergrößerung und einem ersten Reinigungssystem zum Reinigen einer vorderen Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) durch Ausstoßen eines Fluids auf diese Stirnfläche (30a); und – einem Prozessor (200) zum Verarbeiten des durch das Endoskop (10) erfassten Bildes, der eine Lichtquelle (220) zum Beleuchten des Objektes (S) und einen Behälter (230) zum Speichern des Fluids enthält, – wobei das erste Reinigungssystem einen Auslassteil (171a, 171a') aufweist, der gegenüber der vorderen Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) nach vorn übersteht, wenn das Fluid aus dem Auslassteil (171a, 171a') ausgestoßen wird, und nach hinten zurückgezogen ist, wenn das Bild des Objektes (S) durch die erste Optik (30) erfasst wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, bei dem die erste Optik (30) eine konfokale Optik ist, die in direktem Kontakt mit dem zu beobachtenden Objekt (S) anzuordnen ist und ausgebildet ist, Beleuchtungslicht auf das Objekt (S) auszusenden und Licht zu erfassen, das von dem relativ zur ersten Optik (30) vorbestimmt positionierten Objekt (S) stammt.
Endoskopsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Auslassteil (171a, 171a`) des ersten Reinigungssystems zurückgezogen und mit der vorderen Stirnfläche (30a) bündig in einer Ebe ne angeordnet ist, wenn das Bild des Objektes durch die erste Optik (30) erfasst wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Auslassteil (171a, 171a') des ersten Reinigungssystems aus einer Ebene, in der die vordere Stirnfläche (30a) angeordnet ist, nach hinten zurückgezogen ist, wenn das Bild des Objektes (S) durch die erste Optik (30) erfasst wird.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Auslassteil (171a, 171a`) des ersten Reinigungssystems durch den Druck des aus dem Auslassteil (171a, 171a') ausgestoßenen Fluids gegenüber der vorderen Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) nach vorn vorgeschoben wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 5, bei dem – der Auslassteil (171a') des ersten Reinigungssystems aus mindestens einem elastisch verformbaren Element gebildet ist; und – der Auslassteil (171a') nach vorn übersteht wird, wenn dieses Element durch den Druck des Fluids verformt wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 6, bei dem das elastische Element an einer Stelle des Auslassteils (171a') vorgesehen ist, an der es eine Auslassöffnung bildet, wenn das Fluid in den Auslassteil (171a') befördert und das elastische Element durch den Druck des Fluids verformt wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 7, bei dem – die Auslassöffnung geschlossen ist, wenn kein Fluid in den Auslassteil (171a') befördert wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 5, bei dem – der Auslassteil (171a) des ersten Reinigungssystems mit einer elastischen Feder (171e) versehen ist; und – die Feder (171e) gedehnt wird, wenn das Fluid in den Auslassteil (171a) befördert wird, wodurch der Auslassteil (171a) gegenüber der vorderen Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) durch den Druck des Fluids vorgeschoben wird, und sich die Feder (171e) zusammenzieht, wenn kein Fluid in den Auslassteil (171a) befördert wird, wodurch der Auslassteil (171a) zurückgezogen ist.
Endoskopsystem nach Anspruch 3, bei dem – der Auslassteil (171a) des ersten Reinigungssystems mit mindestens einem zusammendrückbaren Element versehen ist; und – der Auslassteil (171a) des ersten Reinigungssystems zurückgezogen und in der Ebene ausgerichtet wird, in der die vordere Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) angeordnet ist, wenn die vordere Stirnfläche (30a) zur konfokalen Beobachtung in direkten Kontakt mit dem Objekt (S) gebracht ist, und das zusammendrückbare Element durch den Druck, der aufgebracht wird, um die vordere Stirnfläche der ersten Optik (30) in direkten Kontakt mit dem Objekt (S) zu bringen, zusammengedrückt wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 4, bei dem – der Auslassteil (171a) des ersten Reinigungssystems mit mindestens einem zusammendrückbaren Element versehen ist; und – der Auslassteil (171a) des ersten Reinigungssystems aus der Ebene, in der die vordere Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) angeordnet ist, zurückgezogen wird, wenn die vordere Stirnfläche (30a) zur konfokalen Beobachtung in direkten Kontakt mit dem Objekt (S) gebracht wird, und das zusammendrückbare Element durch den Druck, der aufgebracht wird, um die vordere Stirnfläche (30a) in direkten Kontakt mit dem Objekt (S) zu bringen, zusammengedrückt wird.
Endoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: einer zweiten Optik (90) zum Erfassen eines Bildes des zu betrachtenden Objektes (S) mit einer Vergrößerung, die von der Vergrößerung von der ersten Optik (30) verschieden ist; und – einem zweiten Reinigungssystem zum Reinigen einer vorderen Stirnfläche (90a) der zweiten Optik (90) durch Ausstoßen des Fluids auf diese Stirnfläche (90a).
Endoskopsystem nach Anspruch 12, bei dem – die Vergrößerung der ersten Optik (30) größer als die Vergrößerung der zweiten Optik (90) ist; und – die vordere Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) gegenüber der vorderen Stirnfläche (90a) der zweiten Optik (90) nach vorn übersteht.
Endoskopsystem nach Anspruch 12 oder 13, bei dem – das erste Reinigungssystem und das zweite Reinigungssystem mit dem Fluid versorgt werden, das in dem Behälter (230) des Prozessors (200) gespeichert ist; und – das Endoskopsystem mit einer Schalteinheit (19) zum Schalten des Fluidflusses auf eines der beiden Reinigungssysteme ausgestattet ist.
Endoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Fluid Wasser ist.
Endoskop mit: – einer ersten Optik (30) zum Erfassen eines Bildes eines zu beobachtenden Objektes (S) mit vorbestimmter Vergrößerung; – einer zweiten Optik (90) zum Erfassen eines Bildes des zu beobachtenden Objektes (S) mit einer Vergrößerung, die von der Vergrößerung der ersten Optik (30) verschieden ist; – einem ersten Reinigungssystem zum Reinigen einer ersten Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) durch Ausstoßen eines Fluids auf diese erste Stirnfläche (30a); – einem zweiten Reinigungssystem zum Reinigen einer zweiten Stirnfläche (90a) der zweiten Optik (90) durch Ausstoßen des Fluids auf diese zweite Stirnfläche (90a); und – einer Schalteinheit (19) zum Schalten des Fluidflusses auf eines der beiden Reinigungssysteme, – wobei das Fluid, mit dem das erste und das zweite Reinigungssystem zu versorgen sind, in ein und demselben Behälter (230) gespeichert ist.
Endoskop nach Anspruch 16, bei dem das erste Reinigungssystem mit einem Auslassteil (171a, 171a') ausgestattet ist, der gegenüber der vorderen Stirnfläche (30a) der ersten Optik (30) nach vorn übersteht, wenn das Fluid aus dem Auslassteil (171a, 171a') ausgestoßen wird, und der nach hinten zurückgezogen wird, wenn das Bild des Objektes (S) durch die erste Optik (30) erfasst wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 17, bei dem – die erste Optik (30) eine konfokale Optik ist, die in direktem Kontakt mit dem zu beobachtenden Objekt (S) anzuordnen ist und ausgebildet ist, Beleuchtungslicht auf das Objekt (S) auszusenden und Licht zu erfassen, das von dem relativ zur ersten Optik (30) vorbestimmt positionierten Objekt (S) stammt; und – das erste Reinigungssystem in Richtung der optischen Achse der ersten Optik (30) vorschiebbar und zurückziehbar ist.