PL165939B1 - Endoskop - Google Patents

Abstract

1. Endoskop zawierający układ obrazujący utworzony z obiektywu, zespołu przenoszącego i okularu, w którym zespół przenoszącyjest utworzony z wiązki koherentnej włókien światłowodowych, zaopatrzony w układ oświetlający utworzony ze źródła światła i niekoherentnej wiązki włókien światłowodowych, znamienny tym, ze ma układ oświetlający, w którym między wyjściem (7) niekoherentnej wiązki (4) włókien światłowodowych a optycznym układem (9), jest usytuowana siatka (8) utworzona z prostych równoległych linii, podczas gdy optyczny układ (9) projekcji siatki (8) na badany obiekt (10) jest usytuowany pod kątem ostrym względem kierunku (11) obserwacji, przy czym okular (3) obrazującego układu jest sprzężony z obiektywem video-kamery (12), której wyjście jest połączone z wejściem komputera (15) poprzez analogowo-cyfrowy przetwornik (14).

Description

Przedmiotem wynalazku jest endoskop przeznaczony do stosowania zarówno w diagnostyce medycznej jak i w technice celem obserwacji obiektu i pomiaru jego powierzchni.

Znane są - na przykład z publikacji H.H.Hopkins Physics of the fibreoptic endoscope, str. 27, w G.Berci Endoscopy Appleton-Century Crofts, New York 1976; F.Amman Technische Endoskopie Technischer Verlag Resch KG 1984; G.F.Buess Endoscopy (from diagnosis to new surgery), Deutsche Aerzte Verlag 1990 - endoskopy, z których każdy zawiera układ obrazujący i układ oświetlający. W endoskopie światłowodowym układ oświetlający tworzy niekoherentna wiązka zaopatrzona w źródło światła i odpowiedni układ optyczny, zaś układ obrazujący jest utworzony z obiektywu, zespołu przenoszącego obraz oraz z okularu. Zespół przenoszący obraz w światłowodowych endoskopach stanowi koherentna wiązka włókien światłowodowych. W znanych endoskopach, tylko obraz odwzorowany ostro na wejściu zespołu przenoszącego obraz, może być widziany ostro przez okular. Dla uzyskania głębi ostrości układ optyczny obiektywu posiada małą aperturę. W znanych światłowodowych endoskopach obrazy obserwowanych obiektywów są dwuwymiarowe, zaś wielkość obserwowanego obiektu może być ocenianą orientacyjnie. Z opisu patentowego nr 3 512 602 Republiki Federalnej Niemiec jest znanym endoskop do ustalania wielkości obiektu w trudno dostępnych miejscach. Endoskop ten ma soczewkowy zespół przenoszenia obrazu umożliwiający zmianę odległości między poszczególnymi soczewkami i zmianę kąta obserwacji, co przy umieszczeniu podziałki w zespole przenoszenia obrazu i przesuwnym usytuowaniu zespołu przenoszenia względem zewnętrznego korpusu umożliwia pomiar dwuwymiarowych powierzchni. Rozwiązanie według opisu patentowego nr 3 512 602 Republiki Federalnej Niemiec nie pozwala na pomiar wymiarów przestrzennych, w kierunku obserwacji, a tym samym nie umożliwia dokładnego pomiaru, ani też szacunku profilów powierzchni obserwowanego elementu w trudnodostępnych wnękach, otworach, jamach.

Pojawienie się video-chipów umożliwiło elektroniczne przenoszenie obrazu w endoskopie dając tym samym wygodę obserwacji i rejestracji obserwowanego obiektu.

165 939

Endoskop zawierający układ obrazujący utworzony z obiektywu, zespołu przenoszącego i okularu, w którym zespół przenoszący jest utworzony z wiązki koherentnej włókien światłowodowych, zaopatrzony w układ oświetlający utworzony ze źródła światła i niekoherentnej wiązki włókien światłowodowych charakteryzuje się tym, że ma układ oświetlający, w którym między wyjściem niekoherentnej wiązki włókien światłowodowych a optycznym układem jest usytuowana siatka utworzona z prostych równoległych linii. Optyczny układ projekcji siatki na badany obiekt jest usytuowany pod kątem ostrym względem kierunku obserwacji, zaś okular obrazującego układu jest sprzężony z obiektywem video-kamery, której wyjście jest połączone poprzez analogowo-cyfrowy przetwornik z wejściem komputera.

Druga postać wynalazku, w której układ obrazujący jest utworzony z video-chipu połączonego z monitorem zawierająca układ oświetlający utworzony ze źródła i niekoherentnej wiązki włókien światłowodowych charakteryzuje się tym, że ma oświetlający układ, w którym między wyjściem niekoherentnej wiązki włókien światłowodowych a optycznym układem jest usytuowana siatka utworzona z prostych, równoległych linii. Optyczny układ projekcji siatki na badany obiekt jest usytuowany pod kątem ostrym względem kierunku obserwacji. Wyjście video-schipu jest połączone z komputerem poprzez analogowo-cyfrowy przetwornik.

Rozwiązanie według wynalazku, dzięki zastosowaniu dodatkowego układu oświetlającego, w którym na wyjściu niekoherentnej wiązki włókien światłowodowych jest usytuowana siatka utworzona z prostych, równoległych linii, zaś optyczny układ rzutujący tą siatkę na badany obiekt jest usytuowany pod kątem ostrym względem kierunku obserwacji, natomiast obraz zniekształconej siatki jest poprzez kamerę video lub video-schip i przetwornik analogowo-cyfrowy zamieniany na sygnał cyfrowy wprowadzany do komputera i poddawany tam procesowi wyznaczenia przestrzennego kształtu powierzchni obiektu w zależności od stopnia zniekształceń siatki odebranych przez układ obrazujący, umożliwia odtworzenie trójwymiarowych kształtów obserwowanego obiektu i ich wymiarów, czego nie można uzyskać za pomocą dotychczas znanych endoskopów (fiberoskopów).

Znajomość wymiarów przestrzennych obserwowanego obiektu w trudno dostępnych miejscach stwarza nowe możliwości poznawcze i diagnostyczne zarówno w całym szeregu zastosowań medycznych, jak i w technice. Przykładowo, znajomość wymiarów przestrzennych obserwowanego obiektu ma podstawowe znaczenie w chirurgii laserowej, gdzie moc stosowanego promieniowania powinna być w ścisłym związku z objętością operowanej, zmienionej tkanki (narośli).

Wynalazek przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie wzajemne usytuowanie i połączenie podzespołów tworzących przedmiot wynalazku, z pokazaniem schematycznego przekroju układu obrazującego i dodatkowego układu oświetlającego, w płaszczyźnie przechodzącej przez osie tych układów, fig. 2 - analogiczny widok drugiej postaci wynalazku, zaś fig. 3 - widok siatki stanowiącej element wynalazku.

Endoskop według wynalazku ma układ obrazujący utworzony z obiektywu 1, z przenoszącego zespołu 2 i okularu 3. Przenoszący zespół 2 jest utworzony z koherentnej wiązki włókien światłowodowych. Z układem obrazującym jest sprzężony oświetlający układ oraz dodatkowy oświetlający układ. Oświetlający układ i dodatkowy oświetlający układ jest utworzony z niekoherentnej wiązki 4 włókien światłowodowych zaopatrzonej na wejściu w soczewkę 5 i źródło 6 światła. Dodatkowy układ oświetlający ma na wyjściu 7 niekoherentnej wiązki 4 włókien światłowodowych osadzoną siatkę 8 utworzoną z prostych, równoległych linii. Za siatką 8 dodatkowego oświetlającego układu jest usytuowany optyczny układ 9 projekcji siatki 8 na badany obiekt 10. Optyczny układ 9 projekcji siatki 8 na badany obiekt 10 jest usytuowany pod kątem ostrym względem kierunku 11 obserwacji obiektu 10. Okular 3 obrazującego układu jest sprzężony z obiektywem video-kamery 12, której wyjście jest połączone jednocześnie z wejściem monitora 13 oraz z wejściem analogowo-cyfrowego przetwornika 14, którego wyjście jest połączone z wejściem komputera 15.

W drugiej postaci wynalazku (fig. 2), obrazujący układ stanowi video-chip 16 osadzony przy końcu oświetlającego układu i tak usytuowany względem niego, że optyczny układ 9 dokonuje projekcji siatki 8 na badany obiekt 10 pod kątem ostrym, względem osi 11 obserwacji.

165 939

Wyjście video-chipu 16 jest, połączone z monitorem 13 oraz z wejściem analogowo-cyfrowego przetwornika 14, którego wyjście jest połączone z wejściem komputera 15.

W przypadku, gdy badana powierzchnia, oświetlona wiązką światła z naniesioną na wiązkę siatką 8 linii prostych równoległych jest płaską, wówczas obraz obserwowany przez obrazujący układ przedstawia prążki siatki jako prostoliniowe. W przypadku gdy obserwowany obiekt 10 jest bryłą przestrzenną, wówczas prążki siatki, obserwowane przez okular 3 są zdeformowane, krzywoliniowe. Dokonując komputerowej analizy stopnia deformacji prążków siatki 8 wyznacza się wymiary przestrzenne obiektu 10.

Fig.2 Fig.3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Endoskop zawierający układ obrazujący utworzony z obiektywu, zespołu przenoszącego i okularu, w którym zespół przenoszący jest utworzony z wiązki koherentnej włókien światłowodowych, zaopatrzony w układ oświetlający utworzony ze źródła światła i niekoherentnej wiązki włókien światłowodowych, znamienny tym, że ma układ oświetlający, w którym między wyjściem (7) niekoherentnej wiązki (4) włókien światłowodowych a optycznym układem (9), jest usytuowana siatka (8) utworzona z prostych równoległych linii, podczas gdy optyczny układ (9) projekcji siatki (8) na badany obiekt (10) jest usytuowany pod kątem ostrym względem kierunku (11) obserwacji, przy czym okular (3) obrazującego układu jest sprzężony z obiektywem video-kamery (12), której wyjście jest połączone z wejściem komputera (15) poprzez analogowo-cyfrowy przetwornik (14).
2. 2. Endoskop zawierający układ obrazujący utworzony z video-chipu połączonego z monitorem, zaopatrzony w układ oświetlający utworzony ze źródłaświatła i niekoherentnej wiązki włókien światłowodowych, znamienny tym, że ma oświetlający układ, w którym między wyjściem (7) niekoherentnej wiązki (4) włókien światłowodowych a optycznym układem (9) jest usytuowana siatka (8) utworzona z prostych, równoległych linii, podczas gdy optyczny układ (9) projekcji siatki (8) na badany obiekt (10) jest usytuowany pod kątem ostrym względem kierunku (11) obserwacji, przy czym wyjście video-chipu (16) jest połączone z komputerem (15) poprzez analogowo-cyfrowy przetwornik (14).