NL7906056A - Vezeloptische endoscoop. - Google Patents

Description

( tr ar 49 242/Bs/MV — - AMERICAN OPTICAL CORP., SOUTHBRIDGE, Mass.,

Ver. Staten van Amerika.

Vezeloptische endoscoop.

De uitvinding heeft betrekking op vezeloptische endoscopen zowel voor medische als andere doeleinden.

Bij medische endoscopen, alsook bij hun industriële tegenhangers speelt de ruimte binnen de flexibele sonde 5 een grote rol als gevolg van de verschillende funkties, die daarbinnen moeten worden geaccomodeerd, zoals beeldover-dracht, voorwerpsbelichting, geleding, biopsiekanaal, enz. Elk van deze funkties is essentieel voor de werking van het instrument, en naarmate er meer ruimte gegeven wordt 10 aan één daarvan, betekent dit een inruilen van de gewenste werking voor andere funkties.

Dienovereenkomstig is het een hoofddoel van de uitvinding om de ruimtebehoefte te reduceren voor één funktie, teneinde meer plaats te bieden voor de andere, bijv. om de ruimte-15 behoefte voor voorwerpsbelichting te reduceren ten gunste van een grotere diameter voor de beeldragende bundel, teneinde ---- een betere beeldkwaliteit te verschaffen of verbetering in geledingsmechanismen en/of incorporatie van grotere of toegevoegde medische kanalen voor een grotere toegankelijk-20 heid tot het voorwerp.

Dit en andere doeleinden wordt volgens de uitvinding bereikt in de constructie van een endoscoop door het verschaffen van een ongewoon kleine belichtingsvezelbundel, bijv. een enkele vezel of twee vezels, en aan het vooreinde 25 het licht van het overgedragen beeld te versterken. Hierbij gaat het om zowel beeldvergroting met een vezeloptische conus alsook met beeldversterking.

Aangezien het ruimtegebied, dat gewoonlijk beschikbaar wordt gesteld voor belichtingsvezels, vrijwel gelijk is 30 aan de grootte van de beelddragende bundel, zoals bijv.

7906056 9- *· _2 - in de Amerikaanse octrooischriften 3.091.235, 3.902.880, en 3.913.568, maakt de uitvinding het mogelijk het gebied (doorsnedegrootte) van de beelddragende bundel ongeveer te verdubbelen met een corresponderende toename in beeld-5 kwaliteit. De enkele of kleine multiple vezel, die gebruikt wordt voor belichting van het voorwerp, kan zijn vervaardigd van gesmolten siliciumdioxyde teneinde transmissie van een ultraviolet licht voor fluorescentiestudies mogelijk te maken in zowel medische als industriële toepassingen.

10 Intensieve booglampen, lasers of ultravioletbronnen kunnen veilig worden gebruikt, aangezien er slechts weinig van de totale energie kan worden overgedragen aan het voorwerp (bijv. een weefsel) onder onderzoek.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht onder 15 verwijzing naar de tekening. In de tekening toont: fig. 1 een schematisch zijaanzicht, gedeeltelijk in dwarsdoorsnede van een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, en fig. 2 een doorsnede op vergrote schaal van de 20 endoscoop van fig. 1, genomen volgens lijn II-II.

In de tekening bestaat de endoscoop 10 uit een aan de voorzijde gelegen hoofdlichaamssectie 1.2 en een flexibele sonde 14, die elk zijn ingevat binnen"resp. en bij voorkeur een stijve en een flexibele drager, dat wil zeggen omhulsels 25 16 en 18, schematisch aangegeven met een gestreepstippelde lijnen.

De dragers 16 'en 18 kunnen van elke gebruikelijke vorm zijn. Voorbeelden zijn behandeld in de Amerikaanse octrooischriften 3.091.235, 3.698.099, en 3.913.568.

30 Omhulsel 18 in het bijzonder kan middelen omvatten voor het geleden van het achtereinde van sonde 14, waarbij deze middelen het arrangement kunnen omvatten, toegelicht in het Amerikaanse octrooischrift 3.913.568 of in de Amerikaanse octrooischriften 3.091.235 en 3.162.214.

35 Aangezien de uitvinding kan worden toegepast op elk van "de bekende vormen van medische endoscopen alsook industriële 79 0 6 0 5 β ‘ v 5 _________________ "ΊΛ~ _ endoscopen, zullen details van deze instrumenten worden . weggelaten.

Voor wat betreft de bijzonderheden van de uitvinding; deze heeft tot doel zeer kleine belichtingsvezelorganen 5 te verschaffen, teneinde het mogelijk te maken, dat de beelddraagbundel sterk wordt vergroot en/of de medische kanalen worden verhoogd in aantal of vergroot in omvang, waarbij het schema van de uitvinding, schematisch geïllustreerd in de tekening, als volgt is: 10 Door reductie van het gebruikelijk grote aantal belichtingsvezels tot één of twee vezels 20, zoals getoond, is er gezorgd voor een corresponderend grotere vrije ruimte 22 binnen de mantel 18 van de sonde 14. Deze ruimte komt daarom beschikbaar voor vergroting van de werking van 15 andere funkties van de endoscoop, bijv. het vergroten van de beeldgeleidende vezelbundel 24, het vergroten van een biopsiekanaal 26 of de toevoeging van andere kanalen, bijv. voor medische katheters e.d. Indien bij wijze van voorbeeld wordt aangenomen, dat de belichtingsvezels 20 20 (fig. 2) gewoonlijk ongeveer de dwarsdoorsnede innemen van de beeldverbindingsbundel 24, is de ruimtebesparing binnen mantel 18 door incorporatie van slechts de twee vezels 20 voor het bovengenoemde doel gemakkelijk in te zien. Hoewel de schematische illustraties van de fig. 1 en 25 2 veel ongebruikte ruimte 22 tonen, zal het duidelijk zijn, dat het juist deze ruimte is, verkregen door de reductie in aantal en/of grootte van de belichtingsvezels, die beschikbaar is gemaakt voor de bovengenoemde verbetering van andere funkties van de endoscoop.

30 De vezels 20 kunnen zijn gevormd van glas of gesmolten siliciumdioxyde, waarbij dit laatste transmissie mogelijk maakt van ultraviolet licht voor fluorescentie-onderzoek in hetzij medische hetzij industriële toepassingen.

De belichting vanaf bron 28 kan in elke gewenste vorm 35 plaatsvinden, waaronder die, voortgebracht door intensieve - booglampen, lasers of hoog-energetische UV-bronnen, die 7906056 - 4 - w> it veilig kunnen worden gebruikt bij de uitvinding, aangezien er slechts weinig totaal-energie wordt getransmitteerd naar achteren naar weefsels bij bijv. medische toepassingen.

Aangezien er een duidelijk verlies van voorwerps-5 belichting is door reductie van het gebruikelijke grote aantal belichtingsvezels tot de bovengenoemde één of twee vezels 20, verdient het aanbeveling, dat dit verlies wordt gecompenseerd door een beeldversterker 30 op te nemen aan het vooreinde van de endoscoop 30. De getoonde 10 beeldversterker 30 is van dichtbij focusserend vezel- optisch type, waarvan details kunnen worden gevonden in de Amerikaanse octrooischriften 3.141.105, 3.321.658 en 3.436.142. Met een voorwerp 32, belicht door de vezels 20 en afgebeeld door de objectieflenzén 34 aan het einde 15 36 van de vezelbundel 24, kan het beeld worden overgedragen van bundel 24 in de vezeloptische conus 38 teneinde te worden vergroot voorafgaand aan de versterking door de beeldversterker 30, en worden waargenomen 'op eindvlak 40 van de beeldversterker 30 met de oculairlens 32. Verdere 20 details van vezeloptische conussen zijn te vinden in de Amerikaanse octrooischriften 2.992.516, 2.992.587, en 3.187.627.

Een bij wijze van voorbeeld gegeven specifieke configuratie van het systeem,getoond in de fig. 1 en 2, 25 kan een vezeloptische conus (bundel! 38 omvatten, geschikt om een beeld, getransporteerd door bundel 24, te vergroten met een faktor 4. De flexibele bundel 24 kan een werkzame diameter hebben van ongeveer 3 mm, zodat de vergrote diameter ongeveer 12 mm is, waarbij de beeldversterker 30 3Q een werkzame apertuur heeft van deze laatste diameter.

Met de afmeting van een enkele vezel voor de flexibele bundel 24 van 15 micron (corresponderende met een scheidend vermogen van ongeveer 40 lijnparen per mm), zal een vergroting van viermaal het vereiste scheidend vermogen bij 35 de beeldversterker 30 reduceren tot 10 lijnpareri per mm, hetgeen gemakkelijk op gebruikelijke wijze kan worden over-

7 9 0 6 0 5 S

= ___________~ 5 ~~__ gedragen.

Met de voorgenoemde uitgangsbeelddiameter van ongeveer 12 mm kan een oculairvergroting van ongeveer vijfmaal tegemoetkomen aan normale eisen voor observatie. Het 2al 5 evenwel duidelijk zijn, dat de versterkte beelduitgang aan het eindvlak 40 rechtstreeks kan worden gekoppeld met een televisiecamera of andere middelen voor weergave op een monitor (scherm).

Het zal de vakman duidelijk zijn, dat er tal van 10 andere modificaties en aanpassingen mogelijk zijn voor de uitvinding zoals getoond in het beschreven voorbeeld, teneinde te zorgen voor een aanpassing voor speciale eisen. Dergelijke modificaties en aanpassingen vallen eveneens binnen het kader van de uitvinding.

- conclusies - 790605e

Claims (7)

1. Endoscoop met een aan de voorzijde gelegen hoofdlichaam en een flexibele sonde, die uitsteekt van dit hoofdlichaam en waarbij in deze sonde flexibele beeldgeleiding-en voorwerpsbelichtingsorganen zijn, met het 5 kenmerk, dat het beeldgeleidingsorgaan bestaat uit een groot aantal van tegen elkaar aan gelegen licht-geleidende vezels, die tegenovergelegen beeldontvangende en beeld-emitterende eindvlakken verschaffen van aanzienlijke diameter-10 afmetingen, . dat het belichtingsorgaan bestaat uit een aanzienlijk kleiner aantal optische vezels, dan wordt gebruikt voor het beeldgeleidingsorgaan, teneinde de ruimte tot een minimum terug te brengen, die wordt ingenomen door het 15 genoemde belichtingsorgaan in de sonde, maar een correspon derende reductie oplevert in de belichtingsintensiteit van voorwerpen door het belichtingsorgaan, en dat in het hoofdlichaam een voorste beeldversterkings-orgaan is voor het ontvangen van beelden van het beëld-20 emitterende vlak van het geleidingsorgaan en het weergeven —-sian-^p^p hpgiripn nm waar te . nemen met een intensiteits- toename, die ten minste gedeeltelijk compenseert voor genoemde reductie in belichtingsintensiteit van het voorwerp.

2. Endoscoop volgens conclusie 1, m e t h e t 25 kenmerk, dat het belichtingsorgaan een paar optische vezels heeft.

3. Endoscoop volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het belichtingsorgaan een enkele vezel heeft.

4. Endoscoop volgens conclusie 1, 2 of 3, m e t het kenmerk, dat een beeldvergrotingsorgaan is 7906056 ____________________ aangebracht tussen het beeldend tterende eindvlak van het beeldgeleidingsorgaan en het beeldversterkingsorgaan.

5. Endoscoop volgens conclusie 1, 2, 3 of 4,met het kenmerk, dat de reductie in belichtingsinten- 5 siteit van het voorwerp volledig wordt gecompenseerd door de toename in beeldintensiteit.

6. Endoscoop volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de reductie in voorwerpsbelichtings-intensiteit wordt overgecompenseerd door de toename in 10 beeldintensiteit.

7. Endoscoop volgens êên der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat er medische kanalen zijn ondergebracht in de sonde. 7906056