DE102020202687A1

DE102020202687A1 - Medizinisch-endoskopisches Instrument

Info

Publication number: DE102020202687A1
Application number: DE102020202687.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Claus WEBER; Moritz Tewes
Original assignee: Richard Wolf GmbH
Current assignee: Richard Wolf GmbH
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2021-09-09
Also published as: WO2021175387A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein medizinisch-endoskopisches Instrument mit einem distalen länglichen Einführabschnitt (1) zum minimal-invasiven Einführen in einen menschlichen oder tierischen Körper, wobei der Einführabschnitt (1) mindestens eine LED (5) aufweist, wobei die LED (5) ein für eine Fluoreszenz-Endoskopie geeignetes erstes Leuchtspektrum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sammellinse (29), ein Lichtfilter (23) und eine Streulinse (31) distalwärtig von der LED (5) angeordnet sind, wobei die Sammellinse (29) zwischen der LED (5) und dem Lichtfilter (23) angeordnet ist, und wobei das Lichtfilter (23) zwischen der Sammellinse (29) und der Streulinse (31) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein medizinisch-endoskopisches Instrument mit einem distalen länglichen Einführabschnitt zum minimal-invasiven Einführen in einen menschlichen oder tierischen Körper.
Es ist bekannt, Endoskope dazu zu nutzen, um Videoaufnahmen vom Inneren eines menschlichen oder tierischen Körpers zu Zwecken der medizinischen Diagnose und/oder Therapie zu machen. Dabei ist es üblich, das Körperinnere mit einer Lichtquelle auszuleuchten und über einen Bildsensor, beispielsweise einen CCD(charge-coupled device)- oder CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor)-Sensor, eine Bildaufnahme durchzuführen. Da sich die Spektralempfindlichkeit eines solchen Bildsensors in der Regelvon der eines menschlichen Auges unterscheidet, wird üblicherweise im Stand der Technik im Bildpfad vor dem Bildsensor ein Korrekturfilter gesetzt, um einen natürlichen Farbeindruck des aufgenommenen Bildes zu erzeugen. Die typischerweise eingesetzten Bildsensoren sind üblicherweise insbesondere im roten und infraroten Wellenlängenbereich empfindlicher als das Auge, sodass die eingesetzten Korrekturfilter in diesem Wellenlängenbereich besonders stark dämpfen. Nachteilig dabei ist allerdings, dass wegen des Korrekturfilters signifikante Anteile der Lichtleistung, die in das Körperinnere eingekoppelt und dort in Wärme umgesetzt werden, nicht für die Bildaufnahme des Bildsensors genutzt werden.
Zur besseren Nutzung bzw. Einsparung der eingekoppelten Lichtleistung schlägt die WO 95/17845 vor, ein dichroitisches Korrekturfilter nicht im Bildpfad vor dem CCD-Sensor zu platzieren, sondern vor eine externe Lichtquelle oder in einem Lichtleitsystem des Endoskops anzuordnen. Es wird also Licht, das der CCD-Sensor nicht aufnehmen soll, gar nicht erst in den Körper eingekoppelt. Damit wird das Gewebe gegen die Einkopplung unnötiger Lichtleistung und dadurch im Gewebe erzeugter Wärme geschützt.
Das aus der WO 95/17845 bekannte endoskopische Videosystem ist allerdings nicht dazu geeignet, wahlweise für die Weißlicht-Endoskopie und für die Fluoreszenz-Endoskopie eingesetzt zu werden. Im Gegensatz zur Weißlicht-Endoskopie kommt es bei der Fluoreszenz-Endoskopie, die beispielsweise für die Detektion und Lokalisierung von prä- und frühmalignem Gewebe eingesetzt wird, nicht auf eine natürliche Echtfarb-Darstellung des Gewebes an, sondern auf eine Fluoreszenzanregung, mit der sich pathologisches Gewebe von gesundem Gewebe unterscheiden lässt. Dabei kann das mittels Lichtstrahlung angeregte pathologische Gewebe selbst oder eine auf pathologisches Gewebe hinweisende Bakterienansammlung spezifisch fluoreszieren und so gegenüber dem umliegenden gesunden Gewebe erkennbar lokalisiert werden. Die Fluoreszenz-Endoskopie kann beispielsweise im Rahmen einer photodynamischen Diagnose (PDD) und/oder photodynamischen Therapie (PDT) mittels eines Photosensibilisators bzw. Markerstoffs durchgeführt werden, der sich selektiv an pathologischem Gewebe anreichert. Alternativ dazu kann ggf. auch eine endogene Fluoreszenz (Autofluoreszenz) des pathologischen Gewebes ohne Einsatz eines Photosensibilisators bzw. Markerstoffs sichtbar gemacht werden.
In der DE 10 2018 202 243 A1 ist ein medizinisch-endoskopisches Instrument beschrieben, das wahlweise für die Fluoreszenz-Endoskopie und für die Weißlicht-Endoskopie eingesetzt werden kann und gleichwohl das Gewebe gegen die Einkopplung nicht nutzbarer Lichtleistung schützt, indem es die eingekoppelte Lichtleistung für den jeweiligen Verwendungszweck besser nutzt. Dabei wird ein Lichtfilter vor der Weißlicht-LED eingesetzt.
Dabei ist allerdings problematisch, dass das Leuchtspektrum der für die Fluoreszenz-Endoskopie bestimmten Blaulicht-LED beispielsweise noch relativ hohe Anteile in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 470 nm hat, welche das relativ schwache Fluoreszenz-Signal des Photosensibilisators bzw. Markerstoffs verrauschen. Ein vor dem Bildsensor angeordnetes Langpassfilter, beispielsweise mit einer spektralen Kante bei ca. 470 nm, würde im Blaulichtbetrieb zwar das Signal-Rausch-Verhältnis für die Fluoreszenz-Endoskopie verbessern, aber es würde im Weißlichtbetrieb in unerwünschter Weise blaue und violette Lichtanteile bis ca. 470 nm im sichtbaren Lichtspektrum blockieren, was zu Farbverzerrungen führt. Ein vor der Blaulicht-LED angeordnetes Kurzpassfilter mit einer spektralen Kante bei ca. 440 nm ist dahingehend prinzipiell sinnvoller, aber reduziert gleichzeitig die aus dem Beleuchtungspfad austretende Lichtmenge, welche für die effektive Fluoreszenz-Anregung möglichst hoch sein muss.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein medizinisch-endoskopisches Instrument bereitzustellen, das eine möglichst hohe Lichtausbeute bei möglichst hohem Signal-Rausch-Verhältnis für die Fluoreszenz-Endoskopie bereitstellt und gleichzeitig Farbverzerrungen im Weißlichtbetrieb vermeidet.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein medizinisch-endoskopisches Instrument mit einem distalen länglichen Einführabschnitt zum minimal-invasiven Einführen in einen menschlichen oder tierischen Körper bereitgestellt, wobei der Einführabschnitt mindestens eine LED aufweist, wobei die LED ein für eine Fluoreszenz-Endoskopie geeignetes Leuchtspektrum aufweist. Dabei sind eine Sammellinse, ein Lichtfilter und eine Streulinse distalwärtig von der LED angeordnet, wobei die Sammellinse zwischen der LED und dem Lichtfilter angeordnet ist und das Lichtfilter zwischen der Sammellinse und der Streulinse angeordnet ist.
Die Anordnung „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“ distalseitig von der LED erhöht die Lichtausbeute in erheblichem Maße, wobei das Lichtfilter für ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis für die Fluoreszenz-Endoskopie sorgt. Die Anordnung „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“ distalseitig von der LED ist deshalb so effizient, weil die Sammellinse zunächst das in Form eines Lambert-Strahlers von der LED abgestrahlte Licht einsammelt und zum Lichtfilter hin bündelt, sodass der Einfallswinkel auf das Lichtfilter möglichst gering ist. Mit steigendem Einfallswinkel kann sich nämlich beispielsweise bei einem Kurzpassfilter das Transmissionsspektrum stark zum Kurzwelligen hin verschieben. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn es sich bei dem Kurzpassfilter um ein dichroitisches Filter handelt, also um ein optisches Filter auf der Basis dünner Interferenzschichten. Die Lichtausbeute kann also stark mit dem Einfallswinkel abnehmen. Da die Sammellinse den Einfallswinkel minimiert, wird die Lichtausbeute entsprechend erhöht. Um nicht nur eine spotartige, sondern eine flächige Ausleuchtung des Gewebes zu erzielen, weitet die im Beleuchtungspfad hinter dem Lichtfilter angeordnete Streulinse den Lichtaustrittskegel wieder auf.
Mit „Leuchtspektrum“ sei hier eine Intensitätsverteilung I(λ) des Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ des Lichts gemeint. Die mittlere Intensität in einem Wellenlängenbereich zwischen einer Wellenlänge λ₁) und einer Wellenlänge λ₂ sei hier definiert als $\bar{I} = \int_{λ_{1}}^{λ_{2}} \frac{I (λ)}{λ_{2} - λ_{1}} d λ .$
Mit „Transmissionsspektrum“ sei hier eine Verteilung der prozentualen Lichtdurchlässigkeit T(λ) in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ des Lichts gemeint. Die mittlere Transmission bzw. Durchlässigkeit in einem Wellenlängenbereich zwischen einer Wellenlänge λ₁ und einer Wellenlänge λ₂ sei hier definiert als $\bar{T} = \int_{λ_{1}}^{λ_{2}} \frac{T (λ)}{λ_{2} - λ_{1}} d λ .$
Sollten die Funktionen I(λ) und/oder T(λ) für bestimmte Wellenlängen bzw. Spektrallinien im ersten und/oder zweiten Wellenlängenbereich nicht lokal integrierbar sein, so sind solche Wellenlängen bzw. Spektrallinien bei der Mittelung zu ignorieren. Das für eine Fluoreszenz-Endoskopie geeignete Leuchtspektrum der LED kann beispielsweise einen relativ scharfen Peak bei 405 nm bis 410 nm haben mit einer Halbwertsbreite von ca. 20 nm. Die LED wäre dann eine Blaulicht-LED. Ein beispielsweise für eine Weißlicht-Endoskopie geeignetes zweites Leuchtspektrum einer zweiten LED kann einem typischen Lichtspektrum einer Weißlicht-LED zwischen 410 nm und 710 nm entsprechen. Eine für einen Weißlichtbetrieb geeignete zweite LED kann parallel zu der für den Fluoreszenzbetrieb geeigneten ersten LED im Einführabschnitt angeordnet sein. Alternativ dazu kann eine zweite LED statt im Einführabschnitt im proximalen Bereich des medizinisch-endoskopischen Instruments oder auch außerhalb des Instruments angeordnet sein, wobei dann das von dieser zweiten LED emittierte Weißlicht vorzugsweise über eine Faser oder ein Faserbündel in den distalen Bereich übertragen wird. Im Folgenden sei die für den Fluoreszenzbetrieb geeignete LED auch dann als „erste LED“ bezeichnet, wenn es in dem Ausführungsbeispiel keine für den Weißlichtbetrieb geeignete zweite LED gibt oder diese nicht im Einführabschnitt angeordnet ist.
Die erste LED, aber vorzugsweise auch die zweite LED, ist als Lichtquelle im Einführabschnitt angeordnet, um Licht „in situ“ im Körper zu erzeugen, sodass es möglichst keiner externen Lichtquelle und keines Lichtleitsystems bedarf. Mit der ersten LED kann die Fluoreszenz-Endoskopie betrieben werden und mit der zweiten LED die Weißlicht-Endoskopie. Vorzugsweise kann zwischen dem Fluoreszenzbetrieb mit der ersten LED und dem Weißlichtbetrieb mit der zweiten LED wahlweise umgeschaltet werden. Ein Bildsensor, beispielsweise ein CCD-Sensor oder CMOS-Sensor, kann entsprechend wahlweise für die Fluoreszenz-Endoskopie und die Weißlicht-Endoskopie genutzt werden und bedarf keines Korrekturfilters in Form eines Kurzpassfilters im Bildpfad, der die für die Bildgebung im Weißlichtbetrieb nutzbare Lichtleistung erheblich verringerte. Mit dem hierin offenbarten Instrument kann die Fluoreszenz-Endoskopie im Rahmen einer PDD und/oder PDT durchgeführt werden. Bevorzugte Ausführungsformen des Instruments können jedoch vornehmlich für die PDD ausgelegt sein, wenn beispielsweise die erste LED ein kurzwelliges, blaues erstes Leuchtspektrum hat, um effizient Fluoreszenz anzuregen.
Optional können die erste LED, die zweite LED und ein Bildsensor an einer gemeinsamen Wandung des Einführabschnitts angeordnet sein. Vorzugsweise ist dies eine distale Stirnseite des Einführabschnitts, wobei die erste LED, die zweite LED und der Bildsensor distalwärts in Längsrichtung des Einführabschnitts ausgerichtet sind, wobei die zweite LED ein für eine Weißlicht-Endoskopie geeignetes zweites Leuchtspektrum aufweist. Insbesondere in dieser Ausführungsform ist der laterale Bauraum für die Platzierung der ersten LED, der zweiten LED und des Bildsensors an der Stirnseite sehr begrenzt. Es stehen in der Wandung des Einführabschnitts ggf. nur Ausnehmungen mit einem Durchmesser von 1 mm oder weniger pro LED bzw. Bildsensor zur Verfügung. In extremen Fällen kann der zur Verfügung stehende Durchmesser sogar nur 0,5 mm betragen.
Optional kann das Lichtfilter ein Kurzpassfilter sein. Beispielsweise kann das Kurzpassfilter eine spektrale Kante bei ca. 440 nm haben, um im Fluoreszenzbetrieb kürzere Wellenlängen mit einer mittleren Transmission von über 90% durchzulassen und höhere Wellenlängen mit einer mittleren Transmission von unter 10% zu blockieren. Ein Langpassfilter im Bildpfad distalseitig vom Bildsensor kann dabei so ausgelegt sein, dass dessen spektrale Kante ebenfalls bei ca. 440 nm liegt, sodass auch mittlere und langwellige Anteile des blauen Lichtanteils im Weißlichtbetrieb durchgelassen werden, um eine gute Farbwidergabe im Weißlichtbetrieb zu gewährleisten.
Optional kann die Sammellinse eine Plankonvexlinse und/oder die Streulinse eine Plankonkavlinse sein, wobei die jeweilige plane Fläche in proximale Richtung zeigt. Dies ist besonders sinnvoll, um die axiale Länge der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung und dessen axialen Abstand zur LED möglichst großflächig und nicht nur punktuell zu minimieren, um möglichst viele LED-Strahlen in die erste und/oder zweite Linse einzufangen. Um einen unerwünschten Schlüssellocheffekt, der die Effizienz der Fluoreszenz-Endoskopie beeinträchtigt, zu reduzieren, sollte nämlich die LED so weit distalwärts angeordnet sein wie möglich und die der LED zugewandte Fläche der ersten Linse großflächig und nicht nur punktuell einen minimalen Abstand zur LED haben. Je kompakter die „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung und je kürzer dessen axialer Abstand zur LED bzw. je größer deren Fläche mit minimalem Abstand zur LED ist, umso weiter distalwärts kann die LED angeordnet werden und umso größer ist der Anteil der von der LED emittierten Lichtstrahlen, die die Eintrittsfläche der ersten Linse erreichen und von dieser zur optischen Achse hin gebrochen werden und so auch noch das Lichtfilter und die zweite Linse erreichen können, um einen unerwünschten Schlüssellocheffekt zu minimieren.
Optional kann die Sammellinse und/oder die Streulinse eine Fresnellinse sein. Die axiale Länge der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung ist damit noch weiter verkürzt, da die axiale „Dicke“ der Sammellinse bzw. Streulinse verringert ist.
Optional kann die Sammellinse und/oder die Streulinse einen sich proximalwärts erstreckenden Hülsenfortsatz aufweisen. Dies ist besonders vorteilhaft, um einerseits die Einbaukosten der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung zu reduzieren und andererseits eine exakte und stabile Ausrichtung bzgl. der optischen Achse zu gewährleisten. Da Abmessungen der einzelnen Komponenten der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung in lateraler Richtung und vor allem in axialer Richtung sehr klein sind, kann die exakte Ausrichtung und Fixierung der Komponenten bzgl. der optischen Achse ein sehr anspruchsvoller manueller Prozess sein, wenn eine hinreichende Qualität bei der Ausrichtung und Fixierung erzielt werden soll. Der Hülsenfortsatz erleichtert die Ausrichtung bzgl. der optischen Achse und die Fixierung enorm, was die Einbaukosten der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung erheblich reduziert. Der Hülsenfortsatz kann nämlich außenseitig Referenzflächen bereitstellen, die im Instrument nur eine eindeutige Ausrichtung bzgl. der Instrumentenachse erlauben. Der Hülsenfortsatz kann beispielsweise passgenau in einen Innendurchmesser einer Aufnahme im Instrument eingelassen werden. Außenseitige Referenzflächen am Hülsenfortsatz, beispielsweise in Form einer außenseitigen Zylindermantelfläche, können sehr einfach und stabil in einer Aufnahme im Instrument verklebt werden. Dies ist insbesondere sehr stabil und haltbar. Außerdem kann damit eine dichte Verbindung geschaffen werden, sodass keine Fluide proximalwärts an der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung vorbei in das Instrument eindringen können. Der jeweilige Hülsenfortsatz der Sammellinse und/oder die Streulinse muss allerdings nicht in Umfangsrichtung umlaufend geschlossen bzw. eine geschlossene Zylindermantelfläche sein, sondern kann umlaufend verteilte laterale Referenzflächen aufweisen, die eine eindeutige Ausrichtung und Fixierung bzgl. der Instrumentenachse erlauben. Wenn der jeweilige Hülsenfortsatz der Sammellinse und/oder der Streulinse keine umlaufend geschlossene Referenzfläche in Form einer Zylindermantelfläche hat, sondern n ≥ 3 umlaufend verteilte laterale Referenzflächen, so sind diese vorzugsweise n-zählig rotationssymmetrisch bzgl. der optischen Achse verteilt.
Optional kann der Hülsenfortsatz der ersten Linse und/oder der Hülsenfortsatz der zweiten Linse auf seiner der Aufnahme im Instrument zugewandten Mantelfläche mit einer radial umlaufenden oder nur sequentiell ausgeführten Vertiefung versehen sein. Passend dazu, d.h. in entsprechender und definierter Höhe angeordnet, kann die Aufnahme im Instrument auf ihrer Innenseite radial umlaufend oder sequentiell eine Auswölbung, beispielsweise in Form einer Rastnase, aufweisen. Dadurch können die beiden Komponenten miteinander verrasten bzw. miteinander verzahnen. Dies hat den Vorteil, dass sich die Aufnahme im Instrument und die Streulinse mit ihrem Hülsenfortsatz axial in einer definierten Position zueinander befinden und dass die Aufnahme im Instrument und die Streulinse mit ihrem Hülsenfortsatz einen Formschluss bilden, was sie noch fester und sicherer miteinander verbindet. Alternativ oder zusätzlich dazu kann sich umgekehrt die radiale Auswölbung an einem der Hülsenfortsätze und die komplementäre radiale Vertiefung an der Aufnahme im Instrument befinden. Dies erlaubt eine definierte axiale Positionierung der entsprechenden Linse mit ihrem Hülsenfortsatz gegenüber der Aufnahme im Instrument und sorgt zusätzlich für einen Formschluss. Ist die Flexibilität von Hülsenfortsatz und/oder Aufnahme für einen Einrastvorgang nicht groß genug, dann können Hülsenfortsatz und Aufnahme jeweils mit einer in aufeinander abgestimmter axialer Position angebrachten radialen Vertiefung versehen werden und das Einrasten sowie der gewünschte Formschluss mit einem zusätzlichen flexiblen O-Ring (beispielsweise aus Silikon) erzielt werden, der den entstehenden Raum zwischen den Hülsenfortsatz und Aufnahme auf der Höhe der Vertiefung ausfüllt. Der O-Ring kann dann auf der Basis seiner Flexibilität für die notwendige Nachgiebigkeit während des Einbaus bzw. noch vor dem Einrasten sorgen. Auch eine umlaufende Abdichtung kann durch einen solchen O-Ring unterstützt werden.
Optional kann sich der Hülsenfortsatz um einen Faktor 2 oder mehr länger in axiale Richtung erstrecken als die axiale Dicke der jeweiligen Linse an der optischen Achse. Insbesondere ein Faktor 5 oder mehr kann hierbei vorteilhaft sein. Je länger sich der Hülsenfortsatz in axiale Richtung erstreckt, umso fester und genauer kann die „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung im Instrument angeordnet werden. Der Hülsenfortsatz kann sich sogar einen Faktor 2 oder mehr länger in axiale Richtung erstrecken als der Durchmesser der jeweiligen Sammellinse bzw. Streulinse. Eine Obergrenze für die axiale Länge des jeweiligen Hülsenfortsatzes stellt ggf. die strukturelle Integrität und Brüchigkeit der jeweiligen Komponente dar, wenn diese sehr lang ausgestaltet wird. Außerdem ist die axiale Länge fertigungstechnisch limitiert.
Optional kann der Hülsenfortsatz ein einstückiger, integraler Teil der Sammellinse bzw. der Streulinse sein. Mit anderen Worten bildet die Sammellinse bzw. die Streulinse einen proximalwärts offenen „Topf“, dessen distalseitiger „Boden“ optisch wirksam ist und dessen Außenwandung mechanisch wirksam zur Ausrichtung, Fixierung und lateralen Abdichtung ist. Damit wird eine separate Fassung erspart, in welche wiederum in aufwändiger Weise die Komponenten der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung einzupassen wären.
Optional kann das Lichtfilter umfangseitig vom Hülsenfortsatz der Streulinse umgeben sein. Damit kann das Lichtfilter so nah wie möglich an eine vorzugsweise proximalseitige planare Seite des optisch wirksamen Teils der Streulinse angeordnet werden, um Verluste zu minimieren.
Optional kann die erste LED umfangseitig vom Hülsenfortsatz der Sammellinse umgeben sein. Damit kann die LED so nah wie möglich an eine vorzugsweise proximalseitige planare Seite des optisch wirksamen Teils der Sammellinse angeordnet werden, um Verluste zu minimieren.
Optional kann die Sammellinse einen distalwärts wirkenden Anschlag bilden, gegen den sich ein proximales Ende des Hülsenfortsatzes der Streulinse abstützt. Der Anschlag ist vorteilhaft, um eine genaue axiale Positionierung und Fixierung der Komponenten der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung zueinander zu erzielen.
Optional kann der Hülsenfortsatz der Streulinse die Sammellinse zumindest teilweise umgreifen. Vorzugsweise bildet dabei der Hülsenfortsatz der Sammellinse einen distalwärts wirkenden Anschlag, gegen den sich ein proximales Ende des Hülsenfortsatzes der Streulinse abstützt. Vorzugsweise hat dabei ein erster distaler Abschnitt des Hülsenfortsatzes der Sammellinse einen kleineren Außendurchmesser als ein zweiter proximaler Abschnitt der Sammellinse. Der Außendurchmesser des ersten distalen Abschnitts des Hülsenfortsatzes der Sammellinse passt vorzugsweise in den Innendurchmesser des Hülsenfortsatzes der Streulinse. Der Außendurchmesser des zweiten distalen Abschnitts des Hülsenfortsatzes der Sammellinse entspricht vorzugsweise dem Außendurchmesser des Hülsenfortsatzes der Streulinse. Der distalwärts wirkende Anschlag der Sammellinse wird dabei vorzugsweise durch einen umlaufenden Absatz zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt des Hülsenfortsatzes der Sammellinse gebildet.
Optional kann der Hülsenfortsatz der Sammellinse und/oder der Streulinse durch Entfernen eines Rohlingkerns mittels eines abtragenden Verfahrens, wie zum Beispiel Selektives Laserätzen (engl. selective laserinduced etching (SLE)), erzeugt sein. Beispielsweise können mit einem SLE-Verfahren Bauteile aus Saphir und Glas gefertigt werden. Der Rohlingkern kann durch Einsatz eines Mikroscanners und einem präzisen Achssystem mit einer Genauigkeit von 1 Mikrometer abgetragen werden. Die so entstehenden Oberflächen können dabei eine gemittelte Rautiefe R_z von weniger als 1 Mikrometer haben.
Optional kann der Hülsenfortsatz der Sammellinse und/oder der Streulinse durch ein kombiniertes additives und abtragendes Verfahren erzeugt sein. Beispielsweise können in einem ersten Schritt Nanopartikel hochreinen Quarzglases mit einer kleinen Menge flüssigen Kunststoffs gemischt werden und durch Licht mittels Stereolithografie an bestimmten Stellen aushärten. Das flüssig geblieben Material wird dann in einem zweiten Schritt in einem Lösungsmittelbad herausgewaschen, sodass nur die gewünschte, ausgehärtete Struktur bestehen bleibt. Der in dieser Glasstruktur noch eingemischte Kunststoff kann anschließend durch Erhitzen entfernt werden. Durch einen abschließenden Sinterprozess kann das Glas so weit erhitzt werden, dass die Glaspartikel miteinander verschmelzen.
Optional kann der Hülsenfortsatz der Sammellinse und/oder der Streulinse durch ein rein additives Verfahren erzeugt sein. Dabei kann das Glas mit einem Ofen, der als Schmelz- und Extrusionseinheit fungiert, schichtweise aufgetragen werden. Zur Glättung der Oberflächen kann ein Plasmabrenner eingesetzt werden.
Optional kann die zweite LED gegenüber der ersten LED distalwärts versetzt im Einführabschnitt angeordnet sein. Da distalwärtig der ersten LED die „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung angeordnet ist, kann die zweite LED weiter distalwärts zur Stirnfläche des Einführabschnitts des Instruments angeordnet sein, wodurch sich ein Schlüssellocheffekt im Weißlichtbetrieb verringert und sich der ausgeleuchtete Raumwinkel im Weißlichtbetrieb vergrößert.
Optional kann die zweite LED statt im Einführabschnitt im proximalen Bereich des medizinisch-endoskopischen Instruments oder außerhalb desselben platziert sein, wobei dann das von dieser zweiten LED emittierte Licht über eine Faser oder ein Faserbündel in den Einführabschnitt übertragen wird.
Optional kann ein Bildsensor in einer zur Blickrichtung senkrechten Ebene im Wesentlichen den gleichen Abstand zur ersten LED haben wie zur zweiten LED, und vorzugsweise zwischen der ersten LED und der zweiten LED angeordnet sein. Dadurch kann ein Anwender einfach zwischen Weißlicht-Endoskopie und Fluoreszenz-Endoskopie wechseln, ohne dass sich der Beleuchtungswinkel und/oder die Beleuchtungsintensität bzw. der Schattenwurf im Bild stark ändern. Zwar könnte man durch unterschiedliche Ansteuerung der ersten LED und der zweiten LED unterschiedliche Abstände ggf. kompensieren, jedoch wäre dies energetisch weniger effizient. Vorzugsweise ist der Bildsensor zentral an der Stirnseite angeordnet. Die erste und zweite LED können seitlich versetzt davon mit möglichst geringem und gleichem lateralen Abstand an der Stirnseite angeordnet sein. Alternativ kann die zweite LED statt im Einführabschnitt auch im proximalen Bereich des medizinisch-endoskopischen Instruments oder auch außerhalb desselben platziert sein, wobei dann das von dieser zweiten LED emittierte Licht über eine Faser oder ein Faserbündel in den Einführabschnitt übertragen wird.
Optional können die „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung und die erste LED in einer Ausnehmung in einer Wandung des Einführabschnitts angeordnet sein, wobei die Wandung eine Außenfläche definiert und der Abstand einer Lichtabstrahlseite der ersten LED von der Außenfläche höchstens zwei Drittel des Durchmessers der Ausnehmung beträgt. Die Außenfläche kann vorzugsweise eine Stirnfläche des Einführabschnitts sein. Die Ausnehmung, in der die erste LED sitzt, bedingt einen gewissen „Tunnelblick“ bzw. Schlüssellocheffekt, da die erste LED wegen der vorgeschalteten „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung gegenüber der Außenfläche proximalwärts angeordnet ist.
Optional kann mindestens ein für Blaulicht durchlässiges Schutzelement distalseitig der Steulinse angeordnet sein, wobei die axiale Dicke des Schutzelements dünner als die axiale Dicke des Lichtfilters ist. Das mindestens eine Schutzelement kann dabei ein möglichst dünnes Schutzglas, Schutzkunststoff und/oder eine distalseitig auf der Streulinse aufgebrachte Siliziumdioxidschicht sein. Das Schutzelement kann die Streulinse gegen mechanische Beschädigung wie etwa Verkratzungen und chemische Beschädigung wie etwa durch aggressive Körperflüssigkeiten, Reinigungs- oder Aufbereitungsmedien und/oder Oxidation schützen.
Optional kann die vorzugsweise als Streulinse ausgebildete zweite Linse aus einem harten bzw. kratzfesten und chemisch beständigen Werkstoff, beispielsweise aus Saphir, gefertigt sein. Dann kann auf das Schutzelement verzichtet werden. Damit kann man den Schlüssellocheffekt weiter verringern.
Optional können eine Mehrzahl von n ≥ 2 ersten LEDs und/oder eine Mehrzahl von m ≥ 2 zweiten LEDs in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene n-zählig bzw. m-zählig rotationssymmetrisch bezüglich einer Blickrichtungsachse des Bildsensors im Einführabschnitt angeordnet sein. Dadurch wird sowohl für die Weißlichtendoskopie als auch für die Fluoreszenz-Endoskopie ein unerwünschter Schattenwurf reduziert. Es kann dabei eine gleiche Anzahl von ersten LEDs und zweiten LEDs, also n=m, vorgesehen sein, die in einem Kreis um den Bildsensor herum so angeordnet sind, das sich kreisumlaufend erste LEDs und zweite LEDs abwechseln. Wenn die ersten LEDs als relativ lichtschwache blaue LEDs zur Fluoreszenz-Endoskopie verwendet werden, kann es allerdings beispielsweise vorteilhaft sein, mehr erste LEDs vorzusehen als zweite weiße LEDs, also m > n.
Die Offenbarung ist nachfolgend anhand von einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

1 einen schematischen Längsschnitt durch einen distalen Abschnitt eines Einführabschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel des hierin offenbarten medizinisch-endoskopischen Instruments;
2a einen schematischen Längsschnitt zur Illustration der prinzipiellen Abstrahlcharakteristik einer LED auf ein Lichtfilter;
2b ein Transmissionsspektrum eines Lichtfilters in Abhängigkeit des Einfallswinkels auf das Lichtfilter;
2c einen schematischen Längsschnitt zur Illustration der Veränderung des Strahlengangs gegenüber 2a, wenn zwischen LED und Lichtfilter eine Sammellinse positioniert ist; und
3a-c schematische Längsschnitte einer optischen Anordnung von LED und Lichtfilter mit Linsensystem gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen des hierin offenbarten medizinisch-endoskopischen Instruments; und
3d-f schematische Längsschnitte durch einen distalen Abschnitt eines Einführabschnitts gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen des hierin offenbarten medizinisch-endoskopischen Instruments.

1 zeigt einen distalen Endabschnitt eines Einführabschnitts 1 eines medizinisch-endoskopisches Instruments. Der Einführabschnitt 1 ist dazu vorgesehen, minimal-invasiv in einen menschlichen oder tierischen Körper eingeführt zu werden, um diesen mit Licht ausleuchten bzw. bestrahlen zu können und eine Video- bzw. Bildübertragung aus dem Inneren des Körpers zu ermöglichen. Um das Einführen minimal-invasiv zu gestalten, ist ein Außendurchmesser A des Einführabschnitts 1 möglichst gering und beträgt in diesem Ausführungsbeispiel weniger als 5 mm.
An einer distalen Stirnseite 3 des Einführabschnitts 1 sind nebeneinander eine erste LED 5, eine zweite LED 7 und ein Bildsensor 9 angeordnet, welche distalwärts in eine gemeinsame Blickrichtung x ausgerichtet sind, die in diesem Ausführungsbeispiel der Längsrichtung des Einführabschnitts 1 entspricht. Die erste LED 5, die zweite LED 7 und der Bildsensor 9 sind jeweils in einer Ausnehmung 11a,b,c in einer Stirnwandung 13 des Einführabschnitts 1 angeordnet. Die Stirnwandung 13 definiert eine Außenfläche 15 an der Stirnseite 3 des Einführabschnitts 1. Die erste LED 5, die zweite LED 7 und der Bildsensor 9 sind jeweils hinter Schutzelementen 17a,b,c in Form von dünnen Schutzglasscheiben angeordnet, die sämtlich mit der Außenfläche 15 an der Stirnseite 3 des Einführabschnitts 1 fluchten und gegen mechanische Beschädigung wie etwa Verkratzungen und chemische Beschädigung wie etwa durch aggressive Körperflüssigkeiten, Reinigungs- oder Aufbereitungsmedien und/oder Oxidation schützen. Die Schutzelemente 17a,b,c können auch als eine gemeinsame die erste LED 5, die zweite LED 7 und den Bildsensor 9 übergreifende Schutzglasscheibe ausgestaltet sein. Die Schutzelemente 17a,b,c sind für Weißlicht durchlässig und haben in diesem Ausführungsbeispiel einen Brechungsindex von mindestens 1,75 sowie eine höhere Bruchfestigkeit und Härte als herkömmliches optisches Glas. Die Schutzelemente 17a,b,c können aus einem synthetischen monokristallinen Kristall ausgebildet sein. Die Schutzelemente 17a,b,c sind hier allerdings optional, da die proximalwärts liegenden optischen Elemente selbst genügend widerstandsfähig sein können bzw. distalseitig eine entsprechend widerstandsfähige Schutzschicht aufweisen können.
Die erste LED 5 weist ein für eine Fluoreszenz-Endoskopie geeignetes erstes Leuchtspektrum auf, das hier einen Peak zwischen 405 nm und 410 nm mit einer Halbwertsbreite von 20 nm im blauen Wellenlängenbereich hat. Mit diesem blauen Licht der ersten LED 5 kann im Rahmen einer photodynamischen Diagnose (PDD) und/oder photodynamischen Therapie (PDT) ein Photosensibilisator, der sich selektiv an pathologischem Gewebe anreichert, zum Fluoreszieren im roten Wellenlängenbereich gebracht werden. Solch ein Fluoreszieren im roten Wellenlängenbereich kann durch den Bildsensor 9, dem kein Kurzpassfilter distalwärts vorgeschaltet ist, gut aufgenommen werden. Dem Bildsensor 9 ist ein Objektiv 21 und ein Langpassfilter 23 mit einer spektralen Kante bei ca. 440 nm distalwärts vorgeschaltet. Das Langpassfilter 23 blockt direkt vom Körper zurückgestreutes kurzwelliges blaues Licht der ersten LED 5, lässt allerdings beim Weißlichtbetrieb mit der zweiten LED 7 genügend blaue Lichtanteile für eine gute Farbwidergabe durch. Das erste Leuchtspektrum der ersten LED 5 weist allerdings signifikante Anteile oberhalb von 440 nm auf, dessen direkte Reflexionen am zu beobachtenden Objekt, beispielsweise am menschlichen Gewebe, das Fluoreszenzbild verrauschen. Da die spektrale Kante des Langpassfilters 23 nicht weiter ins Langwellige verschoben werden kann, ohne die Farbgebung im Weißlichtbetrieb zu beeinträchtigen, ist der ersten LED 5 ein Kurzpassfilter 25 mit einer spektralen Kante bei ca. 440 nm vorgeschaltet.
Die zweite LED 7 weist ein für eine Weißlicht-Endoskopie geeignetes zweites Leuchtspektrum auf, das hier in einem ersten Wellenlängenbereich von 400 nm bis 500 nm einen Peak aufweist und in einem zweiten Wellenlängenbereich von 550 nm bis 700 nm mit steigender Wellenlänge abfällt. Die erste LED 5 kann das gleiche Leuchtspektrum wie die zweite LED 7 aufweisen, sofern sich damit die für die vorgesehene Fluoreszenz-Endoskopie erforderliche Fluoreszenzanregung bewirken lässt. In diesem Fall können die erste LED 5 und die zweite LED 7 vom gleichen Typ sein.
Die zweite LED 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel gegenüber der ersten LED 5 distalwärts versetzt angeordnet. Dies liegt daran, dass vor der ersten LED 5 und hinter dem Schutzelement 17a das Kurzpassfilter 25 mit einer spektralen Kante bei ca. 440 nm angeordnet ist. Das Licht der ersten LED 5 wird vom Kurzpassfilter 25 gemäß dem Transmissionsspektrum 27 (siehe 2b, wobei T die Transmission in Prozent angibt) in einem langwelligen Wellenlängenbereich oberhalb der spektralen Kante im Mittel weniger durchgelassen als in einem kurzwelligen Wellenlängenbereich unterhalb der spektralen Kante. Wie allerdings aus 2b ersichtlich ist, hängt die Lage der spektralen Kante des Kurzpassfilters 25 vom Einfallswinkel θ ab (siehe 2a). Da die erste LED 5 wie ein Lambert-Strahler strahlt und somit große Lichtanteile in einem hohen Einfallswinkel θ auf das Kurzpassfilter 25 treffen würden und diese Lichtanteile deshalb nur mit sehr hohen Verlusten das Kurzpassfilter 25 passieren könnten, ist zwischen die erste LED 5 und das Kurzpassfilter 25 eine Sammellinse 29 geschaltet. Wie in 2c zu sehen, reduziert die Sammellinse 29 den mittleren Einfallswinkel θ signifikant, sodass damit die Lichtausbeute für das Fluoreszenzlicht signifikant erhöht ist.
Wegen der im Gegensatz zur zweiten LED 7 proximalwärts zurückversetzten Position der ersten LED 5 wird einem unerwünschten Schlüssellocheffekt dadurch begegnet, dass distalwärts des Kurzpassfilters 25 eine Streulinse 31 vorgeschaltet ist. Wie in 3a gezeigt, kann dadurch der ausgeleuchtete Raumwinkel vergrößert werden. In 3b wird deutlich, dass die Leuchtausbeute in erster Linie dadurch gesteigert werden kann, dass die Sammellinse 29 als Plankonvexlinse ausgeführt wird, welche so im Strahlengang platziert wird, dass ihre Planfläche zur LED 5 zeigt und außerdem der Abstand zwischen Planfläche und LED 5 minimal ist, wobei vorzugsweise ein Luftspalt zwischen den beiden Komponenten bestehen bleibt, um einen genügend hohen Brechungsindexsprung aufrechtzuerhalten. Dadurch wird es möglich, dass auch noch diejenigen Lichtstrahlen, die die LED 5 mit einem großen Winkel gegenüber der Flächennormalen verlassen, auf die Sammellinse 29 treffen und von dieser zur optischen Achse hin gebrochen werden. Dadurch können die Lichtstrahlen das Lichtfilter 25 und die Streulinse 31 passieren und so das zu beleuchtende Objekt, z.B. das zu untersuchende Gewebe, erreichen. Die vorausgehend beschriebene Vorgehensweise mit der Plankonvexlinse hat den weiteren Vorteil, dass, im Vergleich mit der in 3a dargestellten Vorgehensweise, die Lichtstrahlen mit einem kleineren Winkel gegenüber der Normalen auf die Sammellinse 29 auftreffen und dementsprechend die sog. Fresnel-Verluste geringer sind, die Lichtausbeute also dadurch weiter gesteigert werden kann. Die besonders stark gekrümmte Sammellinse 29 kann, wie in 3c gezeigt, in ihrer axialen Länge verkürzt werden, wenn sie als Fresnellinse ausbildet ist. Wenngleich nicht gezeigt, so kann auch die Streulinse 31 als Fresnellinse dünner ausgestaltet sein.
3d zeigt die prinzipielle „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung distalwärts von der ersten LED 5 im distalen Ende eines Einführabschnitts 1. Allerdings kann die exakte Ausrichtung, Einpassung und Fixierung der in 3d gezeigten „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung im distalen Ende eines Einführabschnitts 1 wegen der geringen axialen Länge der einzelnen Komponenten und insbesondere wegen der geringen Höhen der jeweiligen Mantelflächen, die als Schnittstellen zur Ausnehmung 11a fungieren, sehr aufwendig, ungenau und instabil sein.
3e und 3f zeigen besonders vorteilhafte Ausführungsformen der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung, bei der die Sammellinse 29 einen Hülsenfortsatz 33 und die Streulinse 31 einen Hülsenfortsatz 35 aufweist. Die Hülsenfortsätze 33, 35 sind dabei integraler Bestandteil der jeweils einstückig ausgeführten Linse 29, 31. Die Hülsenfortsätze 33, 35 werden vorzugsweise durch Entfernen eines Rohlingkerns mittels eines abtragenden Verfahrens, wie zum Beispiel Selektives Laserätzen (SLE), erzeugt. Alternativ können die Hülsenfortsätze 33, 35 mit den zugehörigen eigentlichen Linsen 29, 31 aber auch durch additive Verfahren oder durch kombinierte additive und abtragende Verfahren erzeugt werden. Die Hülsenfortsätze 33, 35 bilden eine außenseitige Referenzfläche, mit deren Hilfe sich die jeweilige Linse 29, 31 viel schneller, stabiler, einfacher und genauer im distalen Ende eines Einführabschnitts 1 positionieren und fixieren lässt. Der Hülsenfortsatz 33, 35 erstreckt sich dabei um einen Faktor 2 oder mehr länger in axiale Richtung als die axiale Dicke der jeweiligen Linse an der optischen Achse.
Das Lichtfilter 25, das möglichst nah an der planaren Proximalseite der Streulinse 31 angeordnet ist, ist dabei umfangseitig vom Hülsenfortsatz 35 der Streulinse 31 umgeben. Auch die Sammellinse 29 ragt mit ihrer gekrümmten distalen Seite in den Hülsenfortsatz 35 der Streulinse 31 hinein. Die erste LED 5 wiederum ist umfangseitig vom Hülsenfortsatz 33 der Sammellinse 29 umgeben. Die Sammellinse 29 bildet einen distalwärts wirkenden Anschlag 37, gegen den sich ein proximales Ende 39 des Hülsenfortsatzes 35 der Streulinse 31 abstützt. Dadurch sind die Linsen 29, 31 genau koaxial zueinander in Bezug auf die optische Achse ausgerichtet und einfach, schnell und sicher einpassbar.
In 3f ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der der Hülsenfortsatz 35 der Streulinse 31 die Sammellinse 29 und vorzugsweise auch einen distalen Abschnitt 41 des Hülsenfortsatzes 33 der Sammellinse 29 zumindest teilweise umgreift. Der Anschlag 37 ist hierbei weiter proximalwärts angeordnet als die planare Seite der Sammellinse 29. Dabei hat der erste distale Abschnitt 41 des Hülsenfortsatzes 33 der Sammellinse 29 einen kleineren Außendurchmesser als ein zweiter proximaler Abschnitt 43 des Hülsenfortsatzes 33 der Sammellinse 29. Der Außendurchmesser des ersten distalen Abschnitts 41 des Hülsenfortsatzes 33 der Sammellinse 29 passt dabei in den Innendurchmesser des Hülsenfortsatzes 35 der Streulinse 31. Der Außendurchmesser des zweiten distalen Abschnitts 43 des Hülsenfortsatzes 33 der Sammellinse 29 entspricht in etwa dem Außendurchmesser des Hülsenfortsatzes 35 der Streulinse 31. Der distalwärts wirkende Anschlag 37 der Sammellinse wird dabei vorzugsweise durch einen umlaufenden Absatz zwischen dem ersten 41 und zweiten Abschnitt 43 des Hülsenfortsatzes 33 der Sammellinse 29 gebildet. Die in 3f gezeigte Ausführungsform der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung hat den Vorteil, dass die Komponenten der „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung zueinander relativ große Referenzflächen aufweisen, die eine einfache, genaue und stabile Fixierung der Komponenten aneinander erlauben. Dadurch kann die „Sammellinse-Lichtfilter-Streulinse“-Anordnung als stabile vormontierte Einheit schnell, genau und stabil in ein distales Ende eines Einführabschnitts 1 eingepasst werden.
Die nummerierten Bezeichnungen der Bauteile oder Bewegungsrichtungen als „erste“, „zweite“, „dritte“ usw. sind hierin rein willkürlich zur Unterscheidung der Bauteile oder Bewegungsrichtungen untereinander gewählt und können beliebig anders gewählt werden. Es ist damit kein Bedeutungsrang verbunden. Eine Bezeichnung eines Bauteils oder technischen Merkmals als „erstes“ soll nicht dahingehend missverstanden werden, dass es ein zweites Bauteil oder technisches Merkmal dieser Art geben muss. Außerdem können etwaige Verfahrensschritte, soweit nicht explizit anders erläutert oder zwingend erforderlich, in beliebiger Reihenfolge und/oder zeitlich teilweise oder ganz überlappend durchgeführt werden.
Äquivalente Ausführungsformen der hierin beschriebenen Parameter, Bauteile oder Funktionen, die in Anbetracht dieser Beschreibung einer fachlich versierten Person als offensichtlich erscheinen, seien hierin so erfasst als wären sie explizit beschrieben. Entsprechend soll der Schutzbereich der Ansprüche solche äquivalente Ausführungsformen umfassen. Als optional, vorteilhaft, bevorzugt, erwünscht oder ähnlich bezeichnete „kann“-Merkmale sind als optional zu verstehen und nicht als schutzbereichsbeschränkend.
Die beschriebenen Ausführungsformen sind als illustrative Beispiele zu verstehen und stellen keine abschließende Liste von möglichen Ausführungsformen dar. Jedes Merkmal, das im Rahmen einer Ausführungsform offenbart wurde, kann allein oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmalen verwendet werden, unabhängig davon, in welcher Ausführungsform die Merkmale jeweils beschrieben wurden. Während mindestens ein Ausführungsbeispiel hierin beschrieben und gezeigt ist, seien Abwandlungen und alternative Ausführungsformen, die einer fachmännisch versierten Person in Anbetracht dieser Beschreibung als offensichtlich erscheinen, vom Schutzbereich dieser Offenbarung mit erfasst. Im Übrigen soll hierin weder der Begriff „aufweisen“ zusätzliche andere Merkmale oder Verfahrensschritte ausschließen noch soll „ein“ oder „eine“ eine Mehrzahl ausschließen.
Bezugszeichenliste

1: Einführabschnitt
3: Stirnseite
5: erste LED
7: zweite LED
9: Bildsensor
11 a,b,c: Ausnehmung
13: Stirnwandung
15: Außenfläche
17a,b,c: Schutzelement
21: Objektiv
23: Langpassfilter
25: Kurzpassfilter
27: Transmissionsspektrum des Kurpassfilters
29: Sammellinse
31: Streulinse
33: Hülsenfortsatz der Sammellinse
35: Hülsenfortsatz der Streulinse
37: Anschlag
39: proximales Ende des Hülsenfortsatzes der Streulinse
41: distaler erster Abschnitt des Hülsenfortsatzes der Sammellinse
43: proximaler zweiter Abschnitt des Hülsenfortsatzes der Sammellinse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 9517845 [0003, 0004]
DE 102018202243 A1 [0005]

Claims

Medizinisch-endoskopisches Instrument mit einem distalen länglichen Einführabschnitt (1) zum minimal-invasiven Einführen in einen menschlichen oder tierischen Körper, wobei der Einführabschnitt (1) mindestens eine LED (5) aufweist, wobei die LED (5) ein für eine Fluoreszenz-Endoskopie geeignetes Leuchtspektrum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sammellinse (29), ein Lichtfilter (23) und eine Streulinse (31) distalwärtig von der LED (5) angeordnet sind, wobei die Sammellinse (29) zwischen der LED (5) und dem Lichtfilter (23) angeordnet ist, und wobei das Lichtfilter (23) zwischen der Sammellinse (29) und der Streulinse (31) angeordnet ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach Anspruch 1, wobei das Lichtfilter (23) ein Kurzpassfilter ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sammellinse (29) eine Plankonvexlinse und/oder die Streulinse (31) eine Plankonkavlinse ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sammellinse (29) und/oder die Streulinse (31) zur ersten LED (5) hin planar ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sammellinse (29) und/oder die Streulinse (31) eine Fresnellinse ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sammellinse (29) und/oder die Streulinse (31) einen sich proximalwärts erstreckenden Hülsenfortsatz (33, 35) aufweist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach Anspruch 6, wobei sich der Hülsenfortsatz (33, 35) um einen Faktor 2 oder mehr länger in axiale Richtung erstreckt als die axiale Dicke der jeweiligen Linse (29,31) an der optischen Achse.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Hülsenfortsatz (33, 35) ein einstückiger, integraler Teil der Sammellinse (29) und/oder der Streulinse (31) ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Lichtfilter (25) umfangseitig vom Hülsenfortsatz (35) der Streulinse (31) umgeben ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die LED (5) umfangseitig vom Hülsenfortsatz (33) der Sammellinse (29) umgeben ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Sammellinse (29) einen distalwärts wirkenden Anschlag (37) bildet, gegen den sich ein proximales Ende (39) des Hülsenfortsatzes (35) der Streulinse (31) abstützt.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei der Hülsenfortsatz (35) der Streulinse (31) die Sammellinse (29) zumindest teilweise umgreift.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei der Hülsenfortsatz (33, 35) der Sammellinse (29) und/oder der Streulinse (31) durch Entfernen eines Rohlingkerns mittels eines abtragenden Verfahrens, wie zum Beispiel Selektives Laserätzen (SLE), erzeugt ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei der Hülsenfortsatz (33, 35) der Sammellinse (29) und/oder der Streulinse (31) durch ein additives Fertigungsverfahren erzeugt ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hülsenfortsatz (33, 35) durch ein kombiniertes additives und abtragendes Verfahren erzeugt ist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bildsensor (9) an einer distalen Stirnseite (13) des Einführabschnitts (1) angeordnet ist, an welcher auch die LED (5) und eine zweite LED (7) angeordnet sind, wobei die zweite LED (7) ein für eine Weißlicht-Endoskopie geeignetes zweites Leuchtspektrum aufweist.
Medizinisch-endoskopisches Instrument nach Anspruch 14, wobei der Bildsensor (9) in einer zur Längsrichtung (x) des Einführabschnitts (1) senkrechten Ebene im Wesentlichen den gleichen Abstand zur ersten LED (5) hat wie zur zweiten LED (7) und vorzugsweise zwischen der ersten LED (5) und der zweiten LED (7) angeordnet ist.