DE19626433A1 - Endoscope head arrangement with integrated image production arrangement - Google Patents

Endoscope head arrangement with integrated image production arrangement

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DE19626433A1
DE19626433A1 DE1996126433 DE19626433A DE19626433A1 DE 19626433 A1 DE19626433 A1 DE 19626433A1 DE 1996126433 DE1996126433 DE 1996126433 DE 19626433 A DE19626433 A DE 19626433A DE 19626433 A1 DE19626433 A1 DE 19626433A1
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Abstract

The endoscope head includes a lighting arrangement, an endoscope optical system, an image detection arrangement, and signal transmission conductors. The light-emitting elements (3) are arranged at the front end (2), and an integrated image production arrangement (4) is provided behind the endoscope optical devices (5). A polarization filter (6) and two channels (10, 11) for a fluid are provided, if necessary, for the cooling of the image production arrangement. The light-emitting elements are preferably LEDs or electro-luminescence lamps. The image production arrangement includes preferably a charge coupled device (CCD) element, or photo-diodes, which are arranged in groups, or in a matrix.

Description

Die Erfindung betrifft einen Endoskopkopf für ein für diagnostische oder therapeutische Zwecke in Körperhohlräumen geeignetes Endoskop mit Beleuchtungseinrichtung, einer Endoskopoptik, einer Bilderfassungseinrichtung und Signalübertragungsleitungen. The invention relates to an endoscope head of a suitable for diagnostic or therapeutic purposes in body cavities endoscope with a lighting unit, an endoscope optical system, an image sensing device and signal transmission lines.

Bei Endoskopen wird ein Endoskopschlauch zur Untersuchung oder Behandlung von Objekten in Körperkavernen und -tuben, wie beispielsweise Lunge, Magen und Darmtrakt, in denen kein Außenlicht vorhanden ist, insbesondere auch zur Erkennung von Krebs im Frühstadium, verwendet. In endoscopes is an endoscope tube for examination or treatment of objects into body cavities and tubes, such as lung, stomach and intestinal tract, where no external light is available, especially for the detection of early cancer used.

Dabei ist bekannt, mittels einer fotosensitiven Substanz, die eine Affinität zu Tumoren hat, beispielsweise einem Hematoporphyrin-Derivat (HpD), das sich um die Krebszellen herum an lagern kann und bei Bestrahlung mit Laserlicht fluoresziert, Untersuchungen von Krebs im Frühstadium vorzunehmen. It is known, by means of a photosensitive substance having an affinity for tumors, for example a hematoporphyrin derivative (HpD), which can attach to the cancer cells around and fluoresces when irradiated with laser light to carry out studies of early cancer. Dieses Verfahren ist aber wegen der Nebenwirkungen einer Substanz wie ein Hematoporphyrin-Derivat für den menschlichen Körper nicht ratsam. This process is not due to the side effects of a substance such as a hematoporphyrin derivative for the human body advisable. Außerdem ist beim Einsatz von Laserlicht ein teurer Laserlichtgenerator erforderlich, sowie ein speziell für diesen Einsatz konstruiertes Endoskop. In addition, an expensive laser light generator is required in the use of laser light, as well as a specially designed for this use endoscope. Ein derartiges System ist folglich sehr teuer. Such a system is therefore very expensive. Darüber hinaus spielt die mögliche selektive Schädigung des Gewebes durch das gepulste Farbstofflaserlicht eine besondere Rolle. In addition, the possible selective damage to the tissue by the pulsed dye laser light plays a special role. Deshalb werden derartige Geräte optimal zur Behandlung von Gefäßverengungen verwendet. Therefore, such devices are optimally used to treat vascular occlusions.

Aus der DE-OS 41 33 493 ist ein diagnostisches Gerät zur Erkennung von Krebs im Frühstadium bekannt, das ein Endoskop aufweist, bei welchem von einer externen Beleuchtungslichtquelle ausgehendes Beleuchtungslicht über ein am distalen Ende eines Einführteils angeordnetes Beleuchtungsfenster auf ein Objekt geworfen wird und bei welchem ein Objektbild, welches von einem am distalen Ende des Einführteils angeordneten optischen Objektivsystems gebildet wird, über ein Bildübertragungsmittel aus dem Einführteil heraus übertragen wird, so daß eine Bildbetrachtung möglich ist. From DE-OS 41 33 493, a diagnostic device for the detection of early stage cancer is known which comprises an endoscope, in which light emanating from an external illumination light source illumination light thrown over a valve disposed at the distal end of an insertion lighting window onto an object, and in which an object image, which is formed by an element located at the distal end of the insertion objective optical system, is transmitted via an image transfer medium from the insertion out, so that image viewing is possible.

Die für ein Anregungslicht erforderliche Wellenlänge zwischen 400 nm und 500 nm für das Beleuchtungslicht, bei der ein lebender Organismus fluoreszierendes Licht erzeugt, wird mittels eines in dem Beleuchtungsweg zwischen der Beleuchtungslichtquelle und dem Objekt angeordneten Wellenlängen-Auswahlfilter erhalten. The time required for an excitation light wavelength between 400 nm and 500 nm for the illumination light, wherein a living organism produces fluorescent light is obtained by means of a disposed in the illumination path between the illumination light source and the object wavelength selection filter. Ein zweiter Wellenlängen-Auswahlfilter, der derart ausgelegt ist, daß er das fluoreszierende Licht zwischen 500 nm und 600 nm überträgt, nicht jedoch das über den ersten Filter übertragene Licht, ist im Betrachtungslichtweg am äußeren Ende des Okulars vorgesehen. A second wavelength selection filter, which is designed such that it transmits the fluorescent light between 500 nm and 600 nm, but not transmitted via the first filter light, is provided in the Betrachtungslichtweg at the outer end of the eyepiece. In einer Variante des Geräts ist das Bildübertragungs-mittel als Festkörper- Bilderzeugungseinrichtung ausgebildet, die das zu betrachtende Bild in Form von elektrischen Signalen überträgt. In a variant of the apparatus, the image transfer medium is formed as a solid-state imaging device, which transfers the image to be viewed in the form of electrical signals. Der Hauptnachteil dieses Geräts besteht in der Verwendung einer externen Lichtquelle und von Lichtleiterfaserbündeln zur Übertragung des Beleuchtungslichts und des Bildübertragungslichts, was neben einer geringen Bildauflösung und Platzmangel im Endoskopschlauch zur Folge hat, daß der Endoskopschlauch verhältnismäßig dick ausgebildet sein muß und seine Biegsamkeit gering ist. The main disadvantage of this device is to use an external light source and light guide fiber bundle for transmitting the illumination light and the image transmission light, which has in addition a low image resolution and lack of space in the endoscope tube with the result that the endoscope tube must be formed relatively thick and its flexibility is small.

Die DE-PS 41 10 228 beschreibt eine Anordnung zum endoskopischen Erkennen von kanzerösem Gewebe, das durch einen durch Licht zur Fluoreszenz anregbaren Stoff markiert ist, mit einem ersten Lichtleiter, der an eine externe Lichtquelle angeschlossen ist und über den das Gewebe intermittierend beleuchtbar ist, und einem zweiten Lichtleiter, über den das durch das Licht angeregte Fluoreszenzlicht einem optoelektronischen Wandler in Form einer Videokamera zugeführt wird an den eine Auswertevorrichtung mit wenigstens zwei Videospeichern angeschlossen ist. The DE-PS 41 10 228 describes an arrangement for endoscopic detection of cancerous tissue is marked by an excitable by light of fluorescent material, with a first light conductor which is connected to an external light source and through which the fabric is intermittently illuminated, and a second light guide through which the excited by the light of fluorescent light is supplied to an opto-electronic transducer in the form of a video camera to which an evaluation device is connected with at least two video memories. Durch die für das Einzelbild zur Verfügung stehenden Gesamtbelichtungszeiten und damit Gesamtaufnahmezeit für die Fluoreszenz kann bei ausreichender Dynamik auch mit niedrigeren HpD-Gaben und so mit einer geringeren Belastung des Patienten gearbeitet werden. By standing for the frame are available overall exposure times and hence the total recording time of the fluorescence can be carried out with sufficient momentum with lower doses of HpD and so with less stress on the patient. Als Lichtquelle zur Anregung der Farbstoff- Fluoreszenz kann ein Argon-Ionen-Laser mit den beiden Hauptlinien 514 und 488 nm verwendet werden. As the light source for excitation of the dye fluorescence, an argon ion laser with the two main lines 514 and 488 nm are used. Diese beiden Wellenlängen im grünen Bereich regen einen Ein-Photonen-Prozeß an, der in einem Wellenlängenbereich von 600 bis 700 nm fluoresziert und das grüne Licht weist noch eine gute Eindringtiefe auf. These two wavelengths in the green region excite a single-photon process in which fluoresces in a wavelength range of 600 to 700 nm and the green light yet has a good penetration depth. Der Hauptnachteil auch dieses Gerätes besteht in der Verwendung einer externen Lichtquelle und von Lichtleiterfaserbündeln zur Übertragung des Beleuchtungslichts und des Bildübertragungslichts und damit verbunden in einer geringen Bildauflösung sowie einem dicken Endoskopschlauch mit geringer Biegsamkeit. The main disadvantage of this device also consists in the use of an external light source and light guide fiber bundle for transmitting the illumination light and the image transmission light, and thus connected in a low image resolution, and a thick endoscope tube with low flexibility.

Die Firma Olympus Optical Co GmbH, Hamburg, DE bietet derzeit in zahlreichen Prospekten eine Vielzahl von Endoskopen in Form von Coloskopen, Duodenoskopen, Gastroskopen und Bronchoskopen an, die zum Teil auch zur elektronischen Erfassung, Speicherung und Auswertung der Beobachtungsergebnisse mittels einer extrakorporalen Videokamera, zum Beispiel der Olympus-Videokamera OTV-F2 betrieben werden können. The company Olympus Optical Co GmbH, Hamburg, DE currently offers numerous brochures on a variety of endoscopes in the form of Coloskopen, duodenoscopes, gastroscopes and bronchoscopes, which in part for the electronic acquisition, storage and analysis of observation results using an extracorporeal video camera to For example the Olympus video camera OTV-F2 can be operated. Die Kamera ist mit CCD-Elementen (charge coupled devices) ausgerüstet, um eine kleine Bauform bei hohem Auflösungsvermögen der Bilder zu erreichen, aber die verwendeten Endoskope haben auch bei diesem Gerät den Nachteil der Verwendung einer externen Lichtquelle und der Verwendung von Lichtleiterfaserbündeln zur Übertragung des Beleuchtungslichts und des Bildübertragungslichts, was trotz der angegebenen Vielzahl von Lichtleiterfasern eine verhältnismäßig geringe Bildauflösung zur Folge hat. The camera with CCD elements (Charge Coupled Devices) equipped to achieve a small size at a high resolution of images, but the endoscope used also in this apparatus the disadvantage of using an external light source and the use of optical fiber bundles for the transmission of illumination light and the image transmission light, which in spite of the specified plurality of optical fibers has a relatively low resolution result. Auch bestehen hier weiterhin die zuvor beschriebenen Probleme mit dem Endoskopschlauch und den Gerätekosten. Also, there is also scope the problems described above with the endoscope tube and device cost.

Aus der DD-Patentschrift 233 299 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Augenuntersuchung theoretisch beschrieben, bei denen Emitter für elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von UV-Strahlung bis zu infraroter Strahlung, deren Frequenz stufenlos veränderbar ist, vorgesehen sind. DD Patent 233 299 an apparatus and a method for the eye examination are theoretically described, in which emitter for electromagnetic waves in the frequency range from UV radiation to infrared radiation, the frequency of which is continuously variable, are provided. Ein optisches System, das optoelektronische Bauelemente, in unterschiedlichen Konfigurationen angeordnet, als Empfänger aufweist, um Reflexe, speziell bei der Untersuchung von Augenabschnitten, zu erfassen und nachfolgend elektronisch weiterzuverarbeiten, ist ebenfalls genannt. An optical system, the optoelectronic components, arranged in different configurations, comprising a receiver, specifically for detecting reflections in the study of eye portions, and further processed electronically below, is also mentioned. Die Vorrichtung kommt jedoch nicht ohne ein zusätzliches optisches System und auch nicht ohne Lichtleiterfasern aus, so daß auch hier die im vorangegangenen erörterten Nachteile der Lichtverluste vorhanden sind. However, the device does not come out without an additional optical system, and also not without optical fibers, so that the disadvantages discussed in the preceding, the light losses are also available here. Auch würden hier bei einer Verwendung dieses Systems in einem endoskopartigen Gerät die genannten Nachteile einer geringen Bildauflösung und des Platzmangels im Endoskopschlauch auftreten. The above-mentioned disadvantages of low resolution and lack of space would occur in the endoscope tube here when using this system in an endoscope-type device.

Bekannt ist aus der DD-Patentschrift 233 463 auch ein kombiniertes optoelektronisches Bauelement, in dem lichtemittierende Dioden oder Laserdioden mit CCD-Elementen in einem gemeinsamen Bauelement angeordnet und gemeinsam in Gruppen oder einzeln ansteuerbar und auslesbar sind. is known from DD Patent 233 463, a combined optoelectronic device, disposed in the light-emitting diodes or laser diodes with CCD elements in a common component, and are common in groups or individually controlled and read out. Mit Hilfe der in vielen verschiedenen möglichen Konfigurationen kombiniert angeordneten Bauelemente soll es möglich sein, farbige Schirmbilder im multispektralen Bereich zu erhalten, die im medizinischen Bereich zur Erkennung und Beobachtung pathologischer Erscheinungsformen anwendbar sind und auch elektronisch gespeichert werden können. By means of the many possible configurations combined arranged components, it should be possible to obtain colored screen images in the multi-spectral range that are applicable in the medical field for the detection and monitoring of pathological manifestations and may also be stored electronically. Dieses Bauelement dient zur Erkennung und Abtastung von Strukturformen oder zur Betrachtung von außen zugänglicher Beobachtungsobjekte und ist für eine Verwendung in Endoskopen weitgehend ungeeignet. This component is used for detection and scanning of structural forms, or for viewing from the outside observation objects accessible and is largely unsuitable for use in endoscopes. Es ist insbesondere zur Messung von Reflexwinkeln gedacht und nicht für die Betrachtung von Objekten in Körperkavernen und -tuben, in denen kein Außenlicht vorhanden ist. It is particularly intended to measure reflex angles and not for viewing objects in body cavities and tubes in which no external light is available.

Beide DD-Schriften beschreiben theoretisch Systeme die in der Praxis nicht erprobt sind und unter mangelnder Ausführbarkeit litten. Both DD documents describe theoretical systems that are not tested in practice and suffered from a lack of feasibility.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher das Problem zugrunde, herkömmliche Endoskope der genannten Bauarten zu verbessern, die Bildauflösung zu erhöhen und die Kosten gegenüber bekannten Vorrichtungen, zum Beispiel solchen mit Laserlichteinrichtungen, erheblich zu senken. The present invention is therefore based on the problem to improve conventional endoscopes mentioned types to increase the image resolution and to reduce the costs compared with known devices, for example those with laser light devices significantly.

Das Problem wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst. The problem is solved by the features of claims 1 and fourteenth Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt. Advantageous further developments of the invention are detected in the subclaims.

Der erfindungsgemäße, zum Anbau an ein handelsübliches Endoskop geeignete Endoskopkopf ist an seiner distalen Stirnseite mit lichtemittierenden Elementen sowie mit einer integrierten, z. The present invention, for attachment to a commercially available endoscope suitable endoscope head is provided on its distal end face with the light emitting elements and having an integrated, z. B. opto-elektronischen Erfassungseinrichtung zur Bilderzeugung, einer vorgelagerten Endoskopoptik und in speziellen Ausführungsformen mit einem Polarisationsfilter versehen. B. opto-electronic detection device for imaging an upstream endoscope optical system and is provided in particular embodiments with a polarization filter. Er weist zudem Kanäle zum Hindurchleiten eines Fluids zur Kühlung der Bilderzeugungseinrichtung auf. It also has channels for passing a fluid to cool the imaging device.

Als lichtemittierende Elemente werden vorteilhaft lichtemittierende Dioden (LED) verwendet, es können aber auch Elektroluminiszenzlampen (ELL) als lichtemittierende Elemente verwendet werden. As light-emitting elements advantageously light-emitting diodes (LED) may be used, but it can be used as light-emitting elements also Elektroluminiszenzlampen (ELL). Diese können ohne handelsübliche Gehäuse oder Glaskapseln direkt als Halbleiterteil eingebaut werden. These may be incorporated directly as a semiconductor part without commercial housing or glass capsules.

Die Bilderzeugungseinrichtung ist vorteilhaft als CCD-Element, zweckmäßig in Form einer CCD-Matrix oder anderen gruppenweisen Anordnung ausgeführt. Said image forming means is advantageous as a CCD element, suitably carried out in the form of a CCD matrix or other grouped arrangement. Als CCD-Element wird generell eine Baugruppe oder ein Chip mit CCD-Zellen zur pixelorientierten Erfassung von Lichtimmissionen definiert. As a CCD element or a module with a chip CCD cells for pixel-oriented detection of light emissions is defined generally.

Durch den Verzicht auf ein Lichtleiterfaserbündel ist eine um etwa den Faktor 10 höhere Bildauflösung zu erreichen, weil die gesamte eng mit z. is by not using an optical fiber bundle one to achieve a factor of 10 higher image resolution because the entire closely with z. B. 1032 CCD′s bestückte Pixel-Oberfläche des Chips genutzt werden kann. B. 1032 CCDs stocked pixel surface of the chip can be used.

Es können aber auch hochwertige dicht gestaffelte Fotodiodenanordnungen mit unterteilten Strukturen und hoher Bildauflösung als Bilderzeugungseinrichtung Verwendung finden. but it can also find quality closely packed photodiode arrays with subdivided structures and high image resolution than imager use. Hierfür sind Differenz-, Quadranten-, Kreis-, und Kreisringfotodioden und Arrays zweckmäßig anwendbar. For this difference, quadrant, circular and annular photodiodes and arrays are appropriately applicable.

Weitere Vorteile können durch den Einsatz von wellenlängensensitiven Avalanche-Fotodioden gegeben sein, insbesondere durch den Vorteil einer preiswerten bild-verstärkerähnlichen Wirkung, die Modulationen bis zu 200 MHz und unter Umständen darüber erlauben. Other benefits may be provided by the use of wavelength-sensitive avalanche photodiodes, in particular by the advantage of an inexpensive image-booster similar effect modulations up to 200 MHz and possibly allow it. Dabei werden die Fotodioden mit einer sinusförmig modulierten Spannung versorgt, die je nach angelegter Frequenz zu einem kurzzeitigen elektronischen Verschluß der Diode führt. The photodiodes are supplied with a sinusoidal modulated voltage that results depending on the applied frequency to a brief electronic shutter of the diode. Mit Hilfe dieser Modulation im Bereich von vorzugsweise 10 bis 100 MHz ist die Trennung von schnell und langsam abklingenden Fluoreszenzen möglich. With the help of this modulation in the range of preferably 10 to 100 MHz, the separation of fast and slow decaying fluorescence is possible. Durch den Einsatz von Fotodioden ist es durch deren potentiell hohe Auslesegeschwindigkeit möglich, auch Streuphänomene des Lichtes quantitativ zu erfassen und so bei Bedarf ballistische Photonen nachzuweisen. Through the use of photodiodes, it is possible by the potentially high readout speed to capture and scattering phenomena of light quantity and so detect ballistic photons when needed. Bei höherfrequenten Modulationen kann das Streulicht, das infolge seiner Ablenkung einen längeren Weg zurücklegt, von direkt auf die Diode treffenden Photonen getrennt werden, um so beispielsweise eine biologische Probe in einer milchig-trüben Flüssigkeit nachzuweisen. At higher frequency modulations, the scattered light travels a longer path due to its deflection may be separated from directly impinging on the diode photons so as to detect, for example, a biological sample in a milky-cloudy liquid.

Die Fluoreszenzanregung kann mit einfarbigen, zum Beispiel blauen, grünen oder roten LED-Chips in Verbindung mit einem Schwarz-Weiß-CCD-Chip mit dichroichen Filtern (Durchlässigkeit < 56 nm) vorgenommen werden. The fluorescence excitation can (<56 nm) transmittance are made with solid color, for example blue, green or red LED chip in conjunction with a monochrome CCD chip with dichroichen filters. Mit Hilfe der genannten farbigen LED-Chips ist eine Fluoreszenzanregung von natürlichen oder verabreichten Porphyrinen möglich und zwar in den jeweiligen Absorptionsbanden im blauen, grünen und roten Bereich. With the help of colored LED chips called a fluorescence excitation of natural or administered porphyrins is possible and indeed in the absorption bands in the blue, green and red. Damit ist die Fluoreszenzemission im Bereich von 680 nm über den mit dem genannten Filter versehenen Schwarz-Weiß-CCD-Chip möglich. Thus, the fluorescence emission in the range of 680 nm over the said filter provided with the black and white CCD chip is possible. Eine Hochfrequenzansteuerung der LED erlaubt, in Verbindung mit dem ebenfalls angesteuerten CCD-Chip, die Trennung der verschiedenen Fluoreszenzen nach ihrer Abklingzeit. A high-frequency driving of the LED allows, in conjunction with the also driven CCD chip, the separation of the different fluorescences according to cooldown. Bevorzugtes Ziel ist die quantitative Messung der roten Porphyrinfluoreszenz mit Halbwertzeiten zwischen 10 und 15 ns. Preferred aim is the quantitative measurement of the porphyrin fluorescence red with half-lives of 10 to 15 ns.

Durch Kombination und Einzelansteuerung verschiedener Chipfarben können zusätzliche Informationen erkennbar werden. By combining and individual control of different chip colors additional information can be identified. So ist die Eindringtiefe des grünen beziehungsweise roten Lichtes erheblich höher, als die des blauen Lichtes, wodurch zum Beispiel submukös wachsende Tumoren sichtbar gemacht oder die Tiefenausdehnung oberflächlich bereits mit blauem Licht darstellbarer Tumore nichtinvasiv erfaßt werden kann. The penetration depth of the green or red light is considerably higher than that of blue light, which, for example, made submucosal growing tumors visible or the depth extension superficially presentable already with blue light tumors can be detected non-invasively.

Eine weitere bevorzugte Anwendung stellt der Einsatz verschiedenfarbiger, roter, grüner und blauer LED in Verbindung mit einem Schwarz-Weiß-CCD-Chip ohne Filter dar. Durch sequentielle Beleuchtung mit den Farben rot, grün und blau und einer entsprechend synchronisierten Auslösung des Schwarz- Weiß-CCD-Chips ist die Erzeugung sehr hoch auflösender Farbbilder möglich, da jeweils der gesamte CCD-Chip für eine Spektralfarbe zur Verfügung steht. Another preferred application is the use of different colors, red, green and blue LED combined with a monochrome CCD chip with no filter represents. Red by sequential illumination colors, green and blue and a correspondingly synchronized triggering of black and white CCD chips, the generation of very high-resolution color images is possible because each of the entire CCD chip for a spectral color is available.

Zwar sind endoskopische Anordnungen bekannt, in denen ebenfalls Schwarz- Weiß-CCD-Chips eingesetzt werden, die Beleuchtung erfolgt jedoch konventionell über einen Faserlichtleiter und eine Xenon-Lichtquelle, zwischen denen ein Filterrad mit Rot-, Grün- und Blaufiltern angeordnet ist. Although endoscopic arrangements are known, in which also black and white CCD-chips are used, however, the illumination is effected via a conventional fiber light guide and a xenon light source, between which a filter wheel having red, green and blue filters is arranged. Der vorgesehene Einsatz von farbigen LED würde somit den Verzicht auf teure analoge Lichtquellen und deren Bildübertragungsleiter erlauben. The intended use of colored LED would thus allow the waiver of expensive analog light sources and image transmission conductors. Die frei wählbaren, sehr kurzen, Verschlußzeiten der LED verhindern zudem das Auftreten von Bewegungsartefakten. The freely selectable, very short shutter times by the LED also prevent the occurrence of motion artifacts.

Eine dritte mögliche bevorzugte Anwendung stellt die Kombination verschiedenfarbiger, roter, grüner und blauer LED in Verbindung mit einem Farb-CCD-Chip dar. Da der CCD-Chip bereits über Farbfilter verfügt, ist es möglich, durch Auslesen des roten Kanals nach Blau- und Grünanregung ein Fluoreszenzbild auszuwerten, beziehungsweise durch gleichzeitige Rot-, Grün- und Blauanregung ein konventionelles Farbbild zu erhalten. A third possible preferred application, the combination of different colors, red, green and blue LED in conjunction with a color CCD chip. Since the CCD chip already has color filters, it is possible, by reading out of the red channel to blue and green excitation evaluate a fluorescence image, or to obtain by simultaneous red, green and blue excitation a conventional color image. Vorteil einer solchen Anordnung wäre das einfache Umschalten zwischen Farb- und Fluoreszenzdarstellung. Advantage of such an arrangement would be to easily switch between color and fluorescence representation. Nachteilig ist jedoch eine im Vergleich zum Schwarz- Weiß-CCD-Chip um den Faktor 5 verminderte Lichtempfindlichkeit sowie eine geringere Auflösung, da sich die Farbbilder bereits auf dem Chip befinden und somit die effektive Auflösung um den Faktor 3 vermindern. However, a disadvantage in comparison to black and white CCD chip by a factor of 5 decreased light sensitivity, and a lower resolution because the color images are already on the chip and thus reduce the effective resolution by a factor of third

Zweckmäßig werden die lichtemittierenden Elemente kranzförmig um die CCD- oder Fotodioden-Anordnung herum angeordnet, um eine gute Ausleuchtung des zu betrachtenden Objekts zu gewährleisten. Suitably, the light-emitting elements are arranged in a ring around the CCD or photodiode array around to ensure a good illumination of the object to be viewed.

Unter besonderen Gesichtspunkten kann es vorteilhaft sein, die lichtemittierenden Elemente einzeln, in Gruppen oder alle gleichzeitig anzusteuern, zum Beispiel segmentmäßig, um durch eine Beleuchtung aus unterschiedlichen Richtungen einen räumlichen Eindruck zu erhalten, oder sie einzeln oder in Gruppen wechselweise oder nach der Art eines umlaufenden Lichtes anzusteuern. In special aspects it may be advantageous, individually the light emitting elements to drive in groups or all at once, for example segment moderately in order to obtain by illumination from different directions a spatial impression or singly or a circulating in groups alternately or according to the type to control light.

Das zur Kühlung der Bilderzeugungseinrichtung durch den Endoskopkopf hindurchgeleitete Fluid kann sowohl ein Gas sein, als auch eine Flüssigkeit. The passed therethrough to cool the image forming device through the endoscope head fluid may be both a gas and a liquid. Dabei kann das hindurchgeleitete gasförmige Fluid durch einen Kanal ein- und durch einen anderen Kanal ausströmen und dabei die Elemente im Endoskopkopf frei umströmen. Here, the passed therethrough gaseous fluid off by a channel, and flow out through another channel and thereby bypass the elements in the endoscope head free. Ist das hindurchgeleitete Fluid eine Flüssigkeit, muß diese in einem geschlossenen Kreislauf durch den Endoskopkopf geführt werden. Is passed therethrough, the fluid is a liquid, it must be conducted in a closed circuit through the endoscope head. Dann ist es sinnvoll, die Bilderzeugungseinrichtung mit thermischen Ableiteinrichtungen zu versehen, die in den Kühlungsfluidkreislauf eingeführt sind oder zumindest an entsprechende Wärmetauscherflächen angekoppelt werden. Then, it is useful to provide the imaging device with thermal Ableiteinrichtungen which are inserted into the cooling fluid circuit or at least be coupled to corresponding heat exchanger surfaces. Diese thermische Ableitung kann zweckmäßig als Draht oder Band aus gut wärmeleitendem Material ausgebildet sein, vorzugsweise aus Silber oder Kupfer, welche mittels üblicher Bond- oder Lötverbindungen mit dem Chip und dem Wärmetauscher verbindbar sind. This thermal dissipation can be expedient form of a wire or strip of good heat conducting material, preferably of silver or copper, which are connectable by means of conventional bonding or solder connections to the chip and the heat exchanger.

Zur Zuführung des Kühlmittels zum Endoskopkopf können vorteilhaft die ursprünglich oder bei Endoskopen nach dem Stand der Technik für die Lichtleiter im Endoskopschlauch vorgesehenen Kanäle Verwendung finden, ohne daß der Schlauch seine Biegsamkeit verliert. For feeding the coolant to the endoscope head can advantageously be provided for initially or endoscopes according to the prior art for the light guide in the endoscope tube channels use without that the tube loses its flexibility.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der in den zugehörige Figuren schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail with reference to the preferred illustrated schematically in the accompanying figures embodiments.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen ersten erfindungsgemäßen Endoskopkopf mit Gaskühlung und CCD-Elementen sowie LED-Beleuchtung; 1 shows a first endoscope head according to the invention with a gas cooling and CCD-elements as well as LED illumination.

Fig. 2 einen zweiten erfindungsgemäßen Endoskopkopf mit Flüssigkeitskühlung und Fotodioden sowie ELL-Beleuchtung. FIG. 2 is a second endoscope head according to the invention with liquid cooling and photodiodes and ELL lighting.

Identische oder gleichwirkende Teile sind im folgenden mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical or identically acting parts are provided in the following with the same reference numerals.

Der erfindungsgemäße Endoskopkopf 1 gemäß Fig. 1 mit Kupplung 20 für einen nicht dargestellten Endoskopschlauch ist an seiner dem zu untersuchenden Objekt 18 zugewandten Stirnseite 2 mit lichtemittierenden Elementen 3 und einer Bilderzeugungseinrichtung 4 , zum Beispiel einer CCD-Matrix, versehen, und weist eine Endoskopoptik 5 und eine transparente Abdeckung, hier ein Polarisationsfilter 6 , auf. Endoscope head according to the invention 1 in Fig. 1 with the coupling 20 for a not shown endoscope tube is on its side facing the examined object 18 face 2 with light-emitting elements 3 and an image forming means 4, for example a CCD matrix is provided, and includes an endoscope optical system 5 and a transparent cover, here a polarization filter 6 on. Durch einen Kanal 7 sind die Zuleitungen 8 zu den lichtemittierenden Elemente 3 , hier ein Kranz von LED-Dioden, und die Signal- oder Ausleseleitung 9 der CCD-Matrix 4 , welche mit einer extrakorporalen Elektronik verbunden ist, zu diesen geführt. Through a channel 7, the leads 8 to the light emitting elements 3, performed here, a ring of LEDs, and the signal or read-out line 9 of the CCD array 4, which is connected to an extracorporeal electronics to these. Weiterhin sind Kanäle 10 und 11 zum Hindurchleiten eines gasförmigen Fluids zur Kühlung der Bilderzeugungseinrichtung 4 vorgesehen. Furthermore, channels 10 and 11 are provided for passing a gaseous fluid for cooling the imaging device. 4 Dabei kann das hindurchgeleitete gasförmige Fluid durch einen der Kanäle 10 ein- und durch den anderen Kanal 11 rückströmen - zu einer ebenfalls extrakorporalen Aufbereitungs- und Speiseeinrichtung. Here, the passed therethrough gaseous fluid can be switched on 10 and flow back through the other channel 11 through one of the channels - to a likewise extracorporeal treatment and feeding device. Die Elemente der Bilderzeugungseinrichtung 4 im Endoskopkopf 1 werden frei umströmt oder an wenigstens einer Seite kontaktiert, um die entstehende Wärme abzuführen, wie es durch die Pfeile angedeutet ist. The elements of the imaging device 4 in the endoscope head 1 freely flows around or contacted by at least one side in order to dissipate the resulting heat, as indicated by the arrows. Als Kühlmittelkanäle 10 , 11 können beim Anbau des Endoskopkopfes 1 an einen konventionellen Endoskopschlauch 12 mit einem Manipulatorkanal 13 , durch den zum Beispiel eine Biopsiezange 14 an das Objekt 18 geführt werden kann, die bei Endoskopen nach dem Stand der Technik für die Lichtleiter vorgesehenen Kanäle Verwendung finden. When mounting the endoscope head 1 to a conventional endoscope tube 12 may be passed through the, for example, a biopsy forceps 14 to the object 18 of coolant channels 10, 11 can with a manipulator channel 13, provided for endoscopes according to the prior art to the light guide channels using Find. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, ein an einer Organoberfläche 18 vorhandenes Frühkarzinom 19 zu diagnostizieren und mit der Biopsiezange 14 eine Gewebeprobe zu entnehmen. With the aid of the inventive device, it is possible to diagnose an existing on a body surface 18 of early cancer and 19 can be seen with the biopsy forceps 14 is a tissue sample.

Alternativ zur Gasrückführung kann vorgesehen sein, inertes Flüssiggas zu verwenden und durch die Leitung 10 an die Bilderfassungseinrichtung zu führen und dort im Raum 22 zu expandieren. As an alternative to gas recirculation may be provided to use inert liquid and lead through line 10 to the image capture device and expand there in space 22nd Anstelle einer Rückströmung durch den Kanal 11 kann das entstandene Gas durch den Abzweig 21 via Kanal 13 an das Objekt 18 geführt werden. Instead of a reverse flow through the channel 11, the resulting gas may be passed through the branch 21 via channel 13 to the object 18th Dadurch ergeben sich zwei Anwendungszwecke. This results in two applications. Das Gas kann der lokalen Vereisung für eine anschließende Therapie dienen oder die veränderten Emission des lokal gekühlten Objektes in eine Beobachtung einbezogen werden. The gas may serve the local freezing for subsequent therapy or modified emission of the locally cooled object are included in an observation. Dadurch ergibt sich ein Kontrastbild zu einem Objekt unter Normaltemperaturbedingungen, wobei zusätzlich auch Polfilter 6 mit geeigneten Polarisationsebenen unterstützend wirken können. Thereby, a contrast image results to an object under normal temperature conditions, and in addition can also act polarizing filter 6 with suitable polarization planes supportive.

Additiv kann durch Kühlung eine lokale Erwärmung des Objektes durch die Beleuchtung kompensiert werden. Additive local heating of the object can be compensated by the lighting by cooling.

Gemäß Fig. 2 umfassen die optisch-elektronischen Elemente des Endoskopkopfes 25 , hier ELL-Arrays 23 neben einem nur den Optikblock 5 abdeckenden Polarisationsfilter 26 sowie einen Fotodiodenchip 24 . According to Fig. 2 comprise the opto-electronic elements of the endoscope head 25, here ELL-arrays 23 adjacent to a just the optical block 5 covering polarization filter 26 and a photodiode chip 24. Das Kühlfluid ist hier eine Flüssigkeit, z. The cooling fluid is a liquid here for. B. Kühlwasser. As cooling water. Es wird in einem geschlossenen Kreislauf 15 durch den Endoskopkopf 1 geführt werden. It will be conducted in a closed circuit 15 through the endoscope head. 1 Dabei ist es sinnvoll, daß die Fotodioden-Anordnung mit einer thermischen Ableitung, zum Beispiel in Form von Kühlkörpern oder Kühlblechen 16 versehen ist, von denen thermische Ableitvorrichtungen 17 zum Wärmeaustausch in den Kühlungskreislauf 15 eingeführt sind, wenn das Kühlfluid nicht direkt an den Kühlkörpern oder Kühlblechen vorbeiströmen kann. It is useful that the photodiode array is provided with a thermal dissipation, for example in the form of heat sinks or cooling plates 16, of which thermal dissipators 17 are introduced to the heat exchange in the cooling circuit 15 when the cooling fluid is not directly attached to the heat sinks or can flow past heat sinks. Diese thermischen Ableitungen können zweckmäßig als Draht oder Band aus gut wärmeleitendem Material ausgebildet sein, vorzugsweise aus Silber oder Kupfer. These thermal derivatives may be expedient form of a wire or strip of good heat conducting material, preferably of silver or copper.

Alternative Ausführungsformen aus der Kombination der Funktionen Beleuchtung, Polarisation, Bilderzeugung und Kühlung - gegebenenfalls auch weiterer Komponenten in Unterkombination können vom Fachmann ebenfalls vorgesehen werden, z. Alternative embodiments of the combination of the functions of illumination, polarization, image forming and cooling - if appropriate also of further components in sub-combination may also be provided by the skilled artisan, for. B. ELL-Beleuchtung, CCD-Elemente, Flüssigkeitskühlung, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. B. ELL lighting, CCD elements, liquid cooling, without departing from the scope of the invention.

Diese Endoskopausführungen bzw. Diagnoseverfahren bieten im Zusammenwirken mit einem nicht dargestellten Steuer- und Regelkreis für die Lichtsteuerung und die Signalauswertung der Bilderzeugungseinrichtung 4 sowie die sonstigen Geräteparameter folgende Vorteile: This endoscope models or diagnostic methods offer in cooperation with a non-illustrated control and regulating circuit for lighting control and the signal processing of the image forming device 4 and the other device parameters following advantages:
Durch den Verzicht auf Lichtleiterfaserbündel wird eine höhere Bildauflösung, etwa um den Faktor 10 erreicht. By not using optical fiber bundle is higher image resolution, reached about a factor of 10th Durch den Einsatz von Hochleistungs-LED, die sich im Bereich bis zu 15 MHz modulieren lassen, im Endoskopkopf, ist eine extrem preisgünstige Fluoreszenz-anregung möglich, da auch keine Lichtverluste in den Lichtleiterfasern auftreten. Through the use of high-power LED, which can be modulated in the range up to 15 MHz, in the endoscope head, an extremely low-cost fluorescence excitation is possible because no light losses in the optical fibers. Die LED werden direkt durch das Anlegen einer hochfrequenten sinusförmig modulierten Spannung betrieben. The LEDs are operated directly by applying a high frequency sinusoidal modulated voltage. Je nach Bauart der LED läßt sich so eine sehr kurze Lichtabgabezeit (Blitz) realisieren. Depending on the design of the LED light output a very short time (flash) can thus be realized. Die direkte Modulation der Lichtquelle bedarf sonst eines erheblich höheren Aufwandes. otherwise the direct modulation of the light source requires a significantly higher expenditure. Es ist beispielsweise üblich, in einen kollimierten Laserstrahl sogenannte akusto-optische Modulationen einzubringen, deren Lichtbeugungsverhalten durch Anlegen einer hochfrequenten Spannung verändert wird. For example it is usual to incorporate so-called acousto-optical modulation in a collimated laser beam whose light diffraction behavior is changed by applying a high frequency voltage. Diese Änderungen des Beugungsverhaltens lassen sich in der Modulation des Laserlichts ausnutzen. can be exploited in the modulation of the laser light these changes the diffraction behavior. Vorteil dieser hier beschriebenen LED ist die direkte Modulation des Halbleiters ohne weitere technische Hilfsmittel. Advantage of the LED described here is the direct modulation of the semiconductor without further technical aids. Ähnliches ist bei verschiedenen Halbleiterlasern, die sich entsprechend modulieren lassen, ebenfalls möglich. The same is with different semiconductor lasers can be modulated accordingly also possible.

Die LED selbst und nicht nur die Optik können mit Polarisationsfiltern versehen werden. The LED itself and not just the optics can be provided with polarization filters. Hierdurch werden zeitaufgelöste Anisotropiemessungen von Fluoreszenzmarkern möglich. This makes time-resolved anisotropy measurements of fluorescent labels are possible.

Mit der Weiß-Licht-Endoskopie nach dem Stand der Technik sind häufig keine Veränderungen des Gewebes zu erkennen. The white-light endoscopy in the prior art, no changes in the tissue can often be recognized. Der Vorteil variabler Eindringtiefen erfindungsgemäß nutzbaren verschiedenfarbigen Lichtes wurde bereits beschrieben, z. The advantage of variable depths of penetration according to the invention usable different colored light has already been described, for example. B. zur Erkennung präinvasiver Bronchialkarzinome, die durch eine fluoreszenz-endoskopische Darstellung nach Exitation mit blauem Licht diagnostiziert werden. B. for detecting preinvasive carcinoma diagnosed by a fluorescent endoscopic representation according Exitation with blue light.

Durch die sequentielle Beleuchtung mit den Farben rot, grün und blau und einer entsprechend synchronen Auslösung des Schwarz-Weiß-Chips ist die Erzeugung sehr hochauflösender Farbbilder für spezielle Messungen möglich. By the sequential illumination with red, green and blue and a correspondingly synchronized release of black and white chips is to produce very high-resolution color images possible for specific measurements. Zeitaufgelöste Anisotropiemessungen beziehen sich auf die gleichzeitige Bestimmung der Depolarisation der Fluoreszenz sowie deren zeitliches Verhalten. Time-resolved anisotropy measurements refer to the simultaneous determination of the depolarization of the fluorescence as well as their temporal behavior. Da die Depolarisation fluoreszierender Moleküle stark von der Molekülgröße beziehungsweise von einer möglichen Bindung an Zellstrukturen abhängt, ist es möglich, mit Hilfe zeitaufgelöster Anisotropiemessungen auch Rotations-Polarisations-Halbwertzeiten zu bestimmen. Since the depolarization of fluorescent molecules depends greatly on the molecular size or of a possible binding to cell structures, it is possible to determine by means of time-resolved anisotropy and rotational polarization half-lives. Durch die Messung der Depolarisation von fluoreszinmarkierten monoklonalen Antikörpern ist folglich indirekt über die Bestimmung von Fluoreszenzrotationshalbwertzeiten eine Aussage über eine erfolgte Antikörperbindung möglich. By measuring the depolarization of fluoreszinmarkierten monoclonal antibodies a statement about a done antibody binding is therefore possible indirectly via the determination of fluorescence rotary half-lives. Ein mögliches Anwendungsgebiet ist die direkte in-vivo-Quantifizierung von membranständigen Zellantigenen am Patienten, wobei zum Beispiel Informationen über lungenepitheliale Entzündungsvorgänge sowie deren medikamentöse Beeinflussung möglich werden. One possible application is the direct in vivo quantification of membrane-cell antigens on the patient, for example, information about lungenepitheliale inflammatory processes as well as their drug influence are possible. Damit erübrigen sich die möglicherweise zu verfälschenden Ergebnissen führenden in-vitro- Quantifizierungen. Thus, potentially leading to falsifying results in vitro quantification unnecessary.

Vergleichbare Untersuchungen sind heute in der Regel nur durch Biopsien und entsprechende Immunfluoreszenzfärbungen beim Pathologen möglich. Similar studies are now generally possible only through biopsies and corresponding immunofluorescence staining the pathologist. Durch Kombination der zeitaufgelösten Fluoreszenzmessung nach dem heterodynen "box car-Verfahren", das sich auf ein "frequency-domain fluorescence lifetime imaging-Verfahren" zur phasenselektiven Darstellung bestimmter Fluoreszenzanteile bezieht (erläutert in: G. Wagnieres ua, Endoscopic Frequency-Domain Fluorescence Lifetime Imaging for Clinical Cancer Photodetection: Apparatus Design in: Progress in Biomedical Optics, Volume 2392, deren Offenbarungsgehalt durch Zitat einbezogen wird) und den oben beschriebenen Polarisationsmessungen, ist eine zusätzliche Steigerung der Meßempfindlichkeit, zum Beispiel durch Streulichtunterdrückung, möglich. By combining the time-resolved fluorescence measurement according to the heterodyne "box car" method, which refers to a "frequency-domain fluorescence lifetime imaging" method for phase-selective imaging of certain fluorescence units (described in: G. Wagnières Others Endoscopic Frequency-Domain Fluorescence Lifetime Imaging for Clinical Cancer Photo Detection: Apparatus design in: Progress in Biomedical Optics, Volume 2392, the disclosure of which is incorporated by reference) and the polarization measurements described above, an additional increase in measurement sensitivity, for example, stray light suppression, possible.

Endogene Porphyrine können mit der Erfindung nicht nur in Folge ihrer verzögerten Fluoreszenzabklingzeit selektiv erfaßt werden, sondern es können sogar Aussagen über ihre intrazelluläre Aggrigierung gemacht werden. Endogenous porphyrins with the invention not be selectively detected only in consequence of their delayed fluorescence decay, but it can even statements about their intracellular Aggrigierung be made. Hierbei geht es um die Bildung von Mikroaggregaten aus Porphyrin-Denvaten, die andere Fluoreszenz-Halbwertzeiten aufweisen, als frei bewegliche Porphyrin- Derivate. This involves the formation of microaggregates of porphyrin-Denvaten having other fluorescent half-lives, as freely movable porphyrin derivatives.

Durch Kühlung des bei der Erfindung vorzugsweise verwendeten Interline- Transfer-CCD-Sensors auf ca. 4 C ist eine effektive Steigerung der Auflösung von 8 auf 12 Bit, bei gleichzeitiger drastischer Verringerung des photonen Dunkelstromes möglich. By cooling the interline transfer CCD-sensor is preferably used in the invention at about 4 C is an effective increase in resolution of 8 to 12 bits, it is possible with simultaneous drastic reduction of the photon dark current. Beim Interline-Transfer-System handelt es sich um ein Ausleseverfahren, das im Gegensatz zum Frame-Transfer- Verfahren einzelne Schieberegisterreihen ansprechen kann und somit eine Voraussetzung für die direkte Substrat-Modulation des CCD-Chips ermöglicht. When interline transfer system is a read method that can address individual shift register lines, in contrast to frame-transfer method, enabling a prerequisite for the direct modulation substrate of the CCD chip. Mit Frame-Transfer-CCD ist dies nicht erreichbar. With Frame Transfer CCD, this is not achievable.

Insgesamt ersetzt die Anordnung im Frequenzbereich bis 40 MHz einen Laser sowie einen Multikanalplattenverstärker und dessen Phosphorschirm. Overall, the arrangement is replaced in the frequency range up to 40 MHz as well as a laser amplifier a multi-channel plate and the phosphor screen. Es wird hierdurch der Preis etwa um den Faktor 10 gemindert. It is thereby reduced by approximately a factor of 10 the price.

Besonders vorteilhaft ist die Tatsache, daß die Standardansteuerung eines Farb-CCD-Chips parallel erhalten bleiben kann, so daß dem untersuchenden Arzt durch das gleiche Instrument zwei Betrachtungsmöglichkeiten (Fluoreszenz- und Nativbild) zur Verfügung stehen. Particularly advantageous is the fact that the standard control of a color CCD chip can be maintained parallel so as to have the examining physician is available through the same instrument two viewing options (fluorescence and native image).

Durch eine Umschaltung des CCD-Chips oberhalb der Verschmelzungsfrequenz des menschlichen Auges können somit zwei Monitore gleichzeitig bei einer Untersuchung betrieben werden. By switching of the CCD chip above the fusion frequency of the human eye, two monitors can thus be operated simultaneously during an examination. Das einzige bekannte, in der EPA 512 965 beschriebene System der Firma Xillix Technologies Inc. bietet hier erstens keine Zeitauflösung, zweitens keine digitale Bildverstärkung und drittens muß der untersuchende Arzt das Bronchoskop während der Untersuchung wechseln, um ein geeignetes Nativbild zu betrachten. the company Xillix Technologies Inc., the only known, described in EPA 512 965 system offers firstly no time resolution, secondly, no digital image enhancement and thirdly, the examining physician must change the bronchoscope during the investigation to consider a suitable native image.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Endoskopkopf 1 endoscope head
2 Stirnseite 2 end face
3 lichtemittierende Elemente Light emitting elements 3
4 Bilderzeugungseinrichtung 4 imager
5 Endoskopoptik 5 endoscopic optical system
6 Polarisationsfilter 6 polarization filter
7 Kanal 7 channel
8 Zuleitung 8 lead
9 Ausleseleitung 9 out line
10 Kanal 10 channel
11 Kanal 11 channel
12 Endoskopoptik 12 endoscopic optical system
13 Manipulatorkanal 13 manipulator channel
14 Biopsiezange 14 biopsy forceps
15 Kreislauf 15 cycle
16 Kühlkörper 16 Heatsink
17 thermische Ableitvorrichtung 17 thermal dissipation
18 Organoberfläche 18 organ surface
19 Frühkarzinom 19 early cancer
20 Kupplung 20 coupling
21 Abzweig 21 branch
22 Raum 22 room
23 ELL-Array 23 ELL array
24 Fotodiodenchip 24 photodiode chip
25 Endoskopkopf 25 endoscope head
26 Polarisationsfilter. 26 polarizing filter.

Claims (14)

1. Endoskopkopf für ein für diagnostische oder therapeutische Zwecke in Körperhohlräumen geeignetes Endoskop mit Beleuchtungseinrichtung, einer Endoskopoptik, einer Bilderfassungseinrichtung und Signalübertragungsleitungen, gekennzeichnet durch an seiner distalen Stirnseite ( 2 ) angeordnete lichtemittierende Elemente ( 3 ), eine integrierte Bilderzeugungseinrichtung ( 4 ) hinter der Endoskopoptik ( 5 ) und gegebenenfalls ein Polarisationsfilter ( 6 ) und/oder Kanäle ( 10 , 11 ) zum Hindurchleiten eines Fluids zur Kühlung der Bilderzeugungseinrichtung. 1. endoscope head of a suitable for diagnostic or therapeutic purposes in body cavities endoscope with a lighting unit, an endoscope optical system, an image sensing device and signal transmission lines, characterized by at its distal end (2) arranged light-emitting elements (3), an integrated image forming means (4) behind the endoscope optical system (5) and, optionally, a polarizing filter (6) and / or channels (10, 11) for passing a fluid for cooling the imaging device.
2. Endoskopkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente lichtemittierende Dioden (LED) oder Elektroluminiszenzlampen (ELL) sind. 2. Endoscope head according to claim 1, characterized in that the light emitting elements, light emitting diodes (LED) or Elektroluminiszenzlampen (ELL) are.
3. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine opto-elektronische Bilderzeugungseinrichtung umfassend CCD-Elementen oder Fotodioden, die jeweils in Gruppenform oder einer Matrix angeordnet sind. 3. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized by an opto-electronic image forming apparatus comprising CCD elements or photodiodes which are each arranged in group form or a matrix.
4. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die lichtemittierenden Elemente kranzförmig um die Bilderzeugungseinrichtung herum angeordnet sind. 4. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized in that the said light emitting elements are arranged in a ring around said image forming means around.
5. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente einzeln, in Gruppen oder alle gleichzeitig ansteuerbar sind. 5. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized in that the light emitting elements individually, in groups or all of which are controlled simultaneously.
6. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente zur Erzeugung eines räumlichen Eindrucks durch Beleuchtung aus unterschiedlichen Richtungen, segmentmäßig ansteuerbar sind. 6. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized in that the light-emitting elements for generating a spatial impression by illumination from different directions, are moderately controlled segment.
7. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente einzeln oder in Gruppen wechselweise oder nach Art eines umlaufenden Lichtes ansteuerbar sind. 7. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized in that the light emitting elements controllable individually or in groups alternately or in the manner of a revolving light.
8. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Kühlung hindurchgeleitete Fluid bei Normaldruck ein Gas, ein verflüssigtes Gas oder eine Flüssigkeit ist. 8. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid passed therethrough for cooling at atmospheric pressure, a gas, a liquefied gas or a liquid.
9. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Kühlung hindurchgeleitete gasförmige Fluid durch einen Kanal ein- und einen anderen Kanal ausströmt und dabei an der Bilderzeugungseinrichtung frei entlangströmt. 9. endoscope head according to any one of the preceding claims, characterized in that the gaseous fluid is passed therethrough to cool off by a channel and flows out a different channel, thereby releasing flows along the image forming means.
10. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Fluid in einem geschlossenen Kreislauf durch den Endoskopkopf geführt ist. 10. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized in that a liquid fluid in a closed circuit is passed through the endoscope head.
11. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungseinrichtung mit einer thermischen Ableiteinrichtung versehen ist, die mit dem Kühlungskreislauf in Kontakt steht. 11. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized in that said image forming means is provided with a thermal drain device, which is in contact with the cooling circuit.
12. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Ableitungseinrichtung als Draht oder Band aus gut wärmeleitendem Material ausgebildet ist. 12. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal dissipation means is constructed as a wire or strip of good heat conducting material.
13. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gut wärmeleitende Material Silber oder Kupfer ist. 13. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized in that the highly thermally conductive material silver or copper.
14. Verwendung von Lichtemittierenden Dioden (LED) als Beleuchtung eines intrakorporalen Untersuchungsfeldes durch Anordnung der LED direkt an einem Endoskopkopf in Kombination mit einer Erfassung der elektromagnetischen Rückstrahlung des Feldes mittels in dem Endoskopkopf integrierter CCD- oder Fotodioden-Elemente. 14. The use of light emitting diodes (LED) as illumination of an intracorporeal examination area by arranging the LED directly to an endoscope head in combination with a detection of the return electromagnetic radiation from the field by means of the endoscope head in integrated CCD or photodiode elements.
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