WO2012059253A1 - Endoskop mit 3d-funktionalität - Google Patents

Endoskop mit 3d-funktionalität Download PDF

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WO2012059253A1
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Anton Schick
Rainer Kurth
Philip Mewes
Helmut Neumann
Markus Neurath
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a
  • the Barrett's esophagus refers to a precancerous lesion at the transition of the esophagus into the stomach, which accounts for about 10% of
  • Chronic inflammatory bowel disease represent another important indication for endoscopic examination of the gastrointestinal tract.
  • Affected patients suffer from a significant restriction in their quality of life and are often dependent on a side effect rich, drug therapy. Furthermore, the patients have a sometimes significantly increased risk of developing cancer compared to the normal population.
  • Endoscopic diagnosis of patients and a concise description of the mucosa concerned being the decisive factor ⁇ for this reason, but this is sometimes only very limited due to the already mentioned limitations of current endoscopic procedures.
  • volume measurement of affected mucosa sections a more accurate diagnosis of the patient and thus refine treatment, con ⁇ Troll and pension would be possible.
  • the device comprises a
  • Pattern generating device for generating an optical pattern, a deflection device with a first of the receiving device associated and a second of the pattern generating device associated deflection, and an elongate housing with an optical window, in the region of the deflection device is provided, wherein receiving means, deflecting means and pattern generating means along the longitudinal axis of the housing are arranged.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide an endoscope with 3D functionality that preserves the familiar device environment in the gastroscopy or colossal ⁇ copy and designed structurally compact, but an accurate calculation of the 3-dimensional surface representation, a volume measurement and a determination of the exact extent of the observed objects.
  • Instrumentierkanal is introduced, with the projected ⁇ position in a pattern under a defined illumination angle is projected onto the object to be viewed;
  • an endoscope that preserves the environment in the equipment gastroscopy or giant copy is simply hand ⁇ Habbar and uses existing components, such as camera or video head for another recording method.
  • the following advantages may result if the light source is located on the side facing away from the viewing side:
  • This according to the invention in an endoscope Realized triangulation does not only mean that the topology of the 3D surface of the object is known or organ, but especially also that this topology is quanti tative ⁇ determined in contrast to the 2D endoscopy, where the appearances in the image of two objects are not known exactly.
  • anatomical or pathological landmarks are identified by means of image processing and then displayed exact distances in the image.
  • the gastro ⁇ enterologist can set individual marks in the respective displayed image and then display the respective distances.
  • areas can be quantified, eg complete surface of the stomach or volume of the stomach.
  • mean depths of the wrinkle gaps can also be evaluated and displayed.
  • dynamic 3D parameters for example, the volume of the stomach can be measured as a function of time, which is important, for example, for the diagnosis of gastric emptying disorders.
  • Figure 1 representation of a stereoscopic or photogrammetric approach with two parallel observation optics according to the prior art
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an embodiment of the invention of an endoscope with a CCT receiver.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a
  • Light source 2 which is connected via a light guide 3 with a Pro elements fundamental,
  • This medical recording method realized in the endoscope 10 is based on classical endoscopy in conjunction with a triangulation method such as preferably the CCT (Color Coded Triangulation).
  • a (color) pattern is projected at illumination angles ⁇ onto the object 5 to be viewed or measured, and the (color) pattern visible at the measurement object 5 is recorded under observation angles ⁇ by means of the camera 1.
  • the illumination angles and viewing angles are determined by the extent of the
  • Pattern distorted and this distortion is in turn the 3D shape of the object 5 using special algorithms
  • Triangulation can be used for the evaluation.
  • Endoscope 10 in all its relevant functions are preserved.
  • the 3D functionality can be realized by using the instrumentation channel 8.
  • This instru ⁇ animal channel 8 has a typical diameter of 2.5 mm to 4.5 mm. With diameters of this magnitude, an optical projection device 4 can be guided to the tip of the endoscope 10.
  • This projection device 4 contains a slide, which has the projection structure for the pattern to be projected, an optics for targeted
  • Imaging optics 7 of the endoscope 10 All functions of the endoscope 10 remain up to the availability of the channel during the 3D measurement (cleaning function, air supply, Bowden cable to move the endoscope tip, etc.).
  • Light guide 3 with a light source 2 which is arranged on the side facing away from the observation side of the endoscope 10.
  • the projection device 4 comprises on the
  • the power supply can either by a projection means located in the battery or by an electrical line, in the
  • Instrumentierkanal 8 is located, done. This line is introduced into the instrumentation channel 8 together with the projection device 4.
  • a mechanical device can be provided on the observation side 9 such that upon insertion of the projection device 4 it can be mounted on the projection side
  • the illumination angle ⁇ is defined for the projection.
  • the camera 1 can likewise be arranged on the side facing away from the observation side 9, wherein the pattern captured by the taking lens 7 is led to the camera 1 via a lens system 6 or an image guide. Also possible is an embodiment where the camera 1 is arranged as a whole on the observation side 9, not shown in the figures. List of reference numbers, glossary

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Abstract

Es wird ein Endoskop (10) zur quantitativen Bestimmung von Grössen eines Objekts (5) in einem Hohlraum vorgeschlagen, bei dem ein mit einem Lichtleiter (3) verbundener Projektor (4) durch den Instrumentierkanal (7) einführbar ist. In eingeführter Position projiziert der Projektor ein Muster unter einem definierten Beleuchtungswinkel (α) auf das zu betrachtende Objekt (5). Die Kamera (1) erfasst dieses projizierte Muster unter einem festen Beobachtungswinkel (β) in dem Objekt (5) entsprechend verzerrter Form. Die verzerrte Form wird mittels eines Triangulationsverfahrens zur quantitativen Bestimmung von Grössen des Objektes (5) herangezogen.

Description

Endoskop mit 3D-Funktionalität
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Endoskop mit 3D-Funktionalität gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Gegenwärtig erfolgt die Beurteilung der Ausdehnung krankhafter Strukturen in der Endoskopie auf Basis von
Schätzungen. Eine genaue Abmessung krankhafter Strukturen ist mit den aktuell zur Verfügung stehenden Methoden nicht möglich. Aufgrund der zwei-dimensionalen Darstellung des endoskopischen Bildes sind bisher weiterhin nur grobe Abschätzungen zu Flächenangaben möglich. Eine Volumenmessung ist nicht möglich. Bei vielen gastrointestinalen Erkrankungen spielen jedoch gerade diese Parameter eine wichtige Rolle für die weitere Diagnostik und Therapie. Als Beispiele seien hierbei der sogenannte Barrett-Ösophagus , kolorektale Polypen oder chronisch entzündliche Darmerkrankungen genannt.
[0003] Der Barrett-Ösophagus bezeichnet eine Präkanzerose am Übergang der Speiseröhre in den Magen, die etwa 10% der
Patienten mit der sogenannten Refluxerkrankung (Leitsymptom: Sodbrennen) betrifft. In den letzten 25 Jahren ist eine drastische Zunahme der Refluxerkrankung und konsekutiv auch des Speiseröhrenkrebses zu verzeichnen. Im Gegensatz zu den fortgeschrittenen Befunden, die sich durch eine äußerst schlechte Prognose auszeichnen (häufig nur wenige Monate) , sind die Frühformen des Barrett und des Speiseröhrenkrebses relativ gut und mit wenig invasiven Mitteln (ohne Operation) zu behandeln. Bei der Frühdiagnose dieser Veränderungen spielt ihre jeweilige Ausdehnung eine wichtige Rolle. Die Möglichkeit einer Volumenmessung würde neue Perspektiven der Früherkennung und Prävention bei dieser Erkrankung eröffnen.
[0004] Seit langem bekannt ist bereits die Assoziation kolorektaler Polypen zum Darmkrebs. Nationale wie internationale Leitlinien empfehlen die frühestmögliche Entfernung dieser Polypen, um der Entstehung von Darmkrebs vorzubeugen. Jedoch führen nicht alle Polypen zu Darmkrebs. Die söge- nannten Risikopolypen (Polypen mit einem hohen Risiko, dass aus ihnen Darmkrebs entsteht) werden dabei anhand ihrer Größe und ihrer Oberflächenstruktur (dem sogenannten pit pattern) charakterisiert. Unter Kostenaspekten wird versucht möglichst nur diese Polypen zu detektieren und zu entfernen. Mit den gegenwärtig zur Verfügung stehenden Methoden ist jedoch eine genaue Charakterisierung der Polypen nicht möglich, so dass in der Regel alle detektierten Polypen auch abgetragen werden müssen. Die dadurch verursachten hohen Kosten der Abtragung, der oft resultierenden stationären Aufnahme der Patienten und der sich anschließenden histopathologischen Begutachtung könnten durch eine genauere 3-dimensionale Charakterisierung der Polypen und der Polypenoberfläche zukünftig eingespart werden .
[0005] Chronisch entzündliche Darmerkrankungen stellen eine weitere, wichtige Indikation zur endoskopischen Untersuchung des Magen-Darm Traktes dar. Betroffene Patienten leiden unter einer deutlichen Einschränkung ihrer Lebensqualität und sind oft auf eine nebenwirkungsreiche, medikamentöse Therapie angewiesen. Weiterhin weisen die Patienten ein zum Teil deutlich erhöhtes Risiko einer Krebsentwicklung im Vergleich zur Normalbevölkerung auf. Für die endoskopische Diagnostik betroffener Patienten ist aus diesem Grund eine möglichst exakte Beschreibung der betroffenen Schleimhaut ausschlag¬ gebend, die aufgrund der bereits aufgeführten Limitationen gegenwärtiger endoskopischer Verfahren jedoch zum Teil nur sehr begrenzt möglich ist . Durch eine Volumenmessung betroffener Schleimhautabschnitte wäre eine exaktere Diagnostik bei den Patienten und damit eine gezieltere Therapie, Kon¬ trolle und Vorsorge möglich.
[0006] Eine bisher verhältnismäßig geringe Durchdringung der medizinischen Endoskopie durch technische Innovationen aus dem Bereich der 3D-Messtechnik eröffnet die Chance zur Realisierung neuer und verbesserter Diagnosemöglichkeiten. Eine hohe Akzeptanz wird durch einfache aber effiziente Erweite¬ rung bestehender Endoskoptechnologie erreicht. [0007] Gegenwärtige Ansätze nach dem Stand der Technik basieren auf dem stereoskopischen oder photogrammetrischen Ansatz, der einen hohen Aufwand durch zwei parallele
Beobachtungsoptiken vorsieht und eindeutige erkennbare
Strukturen (natürliche Merkmale) des Objekts voraussetzt und eine extrem hohe Rechenkapazität voraussetzt um quasi in Echtzeit bei hoher Bildrate arbeiten zu können. Weist eine Oberfläche keine erkennbaren Strukturen auf, so können in diesen Bereichen keine 3D-Aufnahmen gemacht werden. Die 3D- Erfassung ist nur partiell möglich. Das Prinzip der vorgenannten zwei parallelen Beobachtungsoptiken kann der FIG 1 entnommen werden. Ein weiterer solcher Ansatz ist der Schrift DE 44 24 114 Cl [1] zu entnehmen.
[0008] Ein weiterer Ansatz wurde am Lehrstuhl für Muster- Erkennung der Universität Erlangen-Nürnberg verfolgt. Es handelt sich um ein «3D-Hybrid-System», welches Tiefendaten durch die Messung der Lichtlaufzeit aufnimmt. Das erzielbare Auflösungsvermögen ist hierbei jedoch in allen drei Raumdimensionen sehr begrenzt, da die präzise Messung der Licht- laufzeit für jedes Bildpixel (Kamerapixel) notwendig ist und deshalb eine hoch spezialisierte Kameraentwicklung voraus¬ setzt. Unter besten Voraussetzungen kann hierbei eine Auflösung im Zentimeterbereich erreicht werden.
[0009] Tatsächlich gab es bereits in den neunziger Jahren Ansätze, die Herausforderungen der 3D-Endoskopie mittels Phasengitterproj ektion zu lösen. Dies setzt aber das Aufnehmen einer Vielzahl (mindestens 6) von projizierten Phasenlagen und somit einen sehr komplexen Projektor voraus, welcher die Möglichkeit zum Bildwechsel besitzt. Zudem muss diese Lösung innerhalb der Vorgaben durch die endoskopischen Randbedingungen, wie geringe Abmessungen und geringes Gewicht, realisiert werden. Darüber hinaus muss die Bildfolge¬ rate sehr hoch liegen, damit Bildverwacklung nicht zu Mess- unschärfen führt. [0010] Für die Messung der dritten Dimension wurden verschiedene Technologien erprobt. Dies betrifft insbesondere auch die oben beschriebenen Verfahren nach dem Stand der Technik wie
- Phasenkodierte aktive Triangulation,
- Lichtlaufzeitverfahren,
- konfokale 3D-Verfahren,
- Laserscanning .
[0011] Dem in vielen Eigenschaften herausragenden Verfahren, der sog. «Colour Coded Triangulation CCT» - auch «farbcodierte Triangulation» genannt - wurde jedoch ein spezielles Augenmerk gewidmet. Ursprünglich wurde die CCT für die dreidimensionale Messung des menschlichen Gesichts für den bio¬ metrischen Einsatz entwickelt und kam hier auch in
Anwendungen der kosmetischen Industrie zum Einsatz.
[0012] Deutlich erkennt man in der FIG 2 das auf ein Gesicht projizierte farbkodierte Linienmuster. Da die Projektions¬ richtung und die Beobachtungsrichtung verschieden sind, werden die ursprünglich geraden Linien durch die dreidimensionale Form des Gesichtes verformt. Aus dieser Verformung wird wiederum die dritte Dimension berechnet. Weitere Anwen¬ dungsfelder wurden in der Automobilindustrie zur Vermessung des Radstandes bei der Fahrzeugmontage und im Bereich der Hörgeräteindustrie erschlossen.
[0013] Die Schrift DE 197 42 264 AI [2] offenbart ein
Endoskop zur optischen dreidimensionalen Erfassung von
Objekten mit einer Aufnahme-Einrichtung zur optischen
Erfassung des Objekts, und einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Objekts. Die Vorrichtung umfasst eine
Mustererzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines optischen Musters, eine Umlenkeinrichtung mit einer ersten der Aufnahmeeinrichtung zugeordnete und einer zweiten der Mustererzeugungseinrichtung zugeordneten Umlenkfläche, sowie ein längliches Gehäuse mit einem optischen Fenster, in dessen Bereich die Umlenkeinrichtung vorgesehen ist, wobei Aufnahme- einrichtung , Umlenkeinrichtung und Mustererzeugungseinrichtung entlang der Längsachse des Gehäuses angeordnet sind .
[0014] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop mit 3D-Funktionalität anzugeben, das das gewohnte Geräteumfeld in der Gastroskopie oder Koloss¬ kopie bewahrt und konstruktiv kompakt ausgestaltet ist, jedoch eine genaue Berechnung der 3-dimensionalen Oberflächendarstellung, eine Volumenmessung und eine Bestimmung der exakten Ausdehnung der beobachteten Objekte ermöglicht.
[0015] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
[0016] Dadurch dass
- dass eine Projektionseinrichtung durch den
Instrumentierkanal einführbar ist, mit der in einge¬ führter Position ein Muster unter einem definierten Beleuchtungswinkel auf das zu betrachtende Objekt projiziert wird;
- dass die Kamera (dieses projizierte Muster unter einem festen Beobachtungswinkel in dem Objekt ent¬ sprechend verzerrter Form erfasst und
- dass die verzerrte Form mittels eines Triangula¬ tionsverfahrens zur quantitativen Bestimmung von Grössen des Objektes herangezogen wird,
ist ein Endoskop geschaffen, das das Geräteumfeld in der Gastroskopie oder Kolosskopie bewahrt, einfach hand¬ habbar ist und vorhandene Komponenten wie Kamera oder Bildleiter für ein weiteres Aufnahmeverfahren nutzt. [0017] So können sich die folgenden Vorteile zusätzlich ergeben :
[0018] i) Einfache Anwendbarkeit mit großer Wirkung
durch Mehrfachnutzen klassischer Endoskopausrüstung; [0019] ii) hohe Akzeptanz für ein neues Produkt, da gewohnte Funktionalitäten erhalten bleiben;
[0020] iii) Zusatzkosten sind relativ gering.
[0021] Für bestimmte Aus führungs formen der Erfindung können sich die folgenden Vorteile ergeben, wenn die Lichtquelle auf der der Betrachtungsseite abgewandten Seite angeordnet wird:
[0022] i) Im Beobachtungsraum entsteht keine Wärmeabgabe . [0023] v) Das mit einem Lichtwellenleiter verbundene
Pro ektionsob ektiv benötigt im Instrumentierkanal keine zusätzliche elektrische Verkabelung, da die Lichtquelle abgesetzt ist.
[0024] Dieses gemäss der Erfindung in einem Endoskop reali- sierte Triangulationsverfahren bedeutet nicht nur, dass die Topologie der 3D Oberfläche des Objektes bzw. Organs bekannt ist, sondern insbesondere auch, dass diese Topologie quanti¬ tativ bestimmbar ist im Gegensatz zur 2D Endoskopie, bei der die im Bild erscheinenden Abstände zweier Objekte nicht genau bekannt sind.
[0025] Vorteilhaft werden mittels Bildverarbeitung anatomische oder pathologische Landmarken identifiziert und sodann genaue Abstände im Bild angezeigt. Optional kann der Gastro¬ enterologe einzelne Marken im jeweils angezeigten Bild setzen und sich dann die jeweiligen Abstände anzeigen lassen. Des Weiteren können Flächen quantifiziert werden, z.B. komplette Oberfläche es Magens oder Volumen des Magens. Auch können bei Falten mittlere Tiefen der Faltenspalten ausgewertet und angezeigt werden. [0026] Zusätzlich ist es möglich, dynamische 3D Parameter zu messen, so kann z.B. das Volumen des Magens in Abhängigkeit von der Zeit gemessen werden, was z.B. für die Diagnose von Magenentleerungsstörungen wichtig ist. [0027] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:
[0028] Figur 1 Darstellung eines stereoskopischen oder photogrammetrischen Ansatz mit zwei parallelen Beobachtungsoptiken gemäss dem Stand der Technik;
[0029] Figur 2 Farbcodiertes Linienmuster auf einem
Gesicht ;
[0030] Figur 3 Prinzipdarstellung einer Aus führungs form der Erfindung eines Endoskops mit CCT-Empfänger .
[0031] Figur 3 zeigt eine Prinzipdarstellung einer
Aus führungs form der Erfindung:
[0032] - ausserhalb oder gerade am Endoskop angeordnete
Lichtquelle 2 die über einen Lichtleiter 3 mit einer Pro ektionseinrichtung verbunden ist,
[0033] - Aufnahmelinse 7, wobei die empfangenen Licht¬ strahlen über ein Linsensystem 6 einer Kamera 1 zugeleitet werden.
[0034] Dieses im Endoskop 10 realisierte medizintechnische Aufnahmeverfahren basiert auf der klassischen Endoskopie in Verbindung mit einem Triangulationsverfahren wie vorzugsweise der CCT (Colour Coded Triangulation) . Dabei wird ein (Färb-) Muster unter Beleuchtungswinkeln α auf das zu betrachtende bzw. zu vermessende Objekt 5 projiziert und das am Messobjekt 5 sichtbare (Färb-) Muster unter Beobachtungswinkeln ß mittels der Kamera 1 aufgenommen. Die Beleuchtungswinkel und Beobachtungswinkel sind dabei durch die Ausdehnung des
Musters im Projektionsraum bzw im Beobachtungsraum bestimmt. Durch die Form des Objektes 5 erscheint das projizierte
Muster verzerrt und aus dieser Verzerrung wird wiederum die 3D-Form des Objektes 5 mittels spezieller Algorithmen
rekonstruiert. Da nur ein Muster projiziert wird, ist der technische Aufwand im «Bereich Projektor» relativ gering. Dieses Aufnahmeverfahren ist deshalb auch in vorhandenen Endoskopen 10 realisierbar, es ist verwacklungssicher und kann in Echtzeit (30Hz) betrieben werden. Anstelle eines Farbmusters für CCT kann auch ein monochromes Muster oder eine Sequenz von Mustern projiziert werden und klassische Triangulationsverfahren wie die phasenkodierte aktive
Triangulation für die Auswertung eingesetzt werden.
[0035] Bei "großen" Objekten, welche nicht gleichzeitig in das Gesichtsfeld der Kamera 1 passen, wird mit jeder Kamera¬ aufnahme ein Teilbereich des 3D-Raumes erfasst. Indem mehrere Aufnahmen gemacht werden, welche sich in Teilbereichen überlappen, können auch große Objekte 5 mittels «Datastitching» in ihrer dreidimensionalen Form rekonstruiert werden.
Einzelne dreidimensionale Teile einer Oberfläche werden mittels der entsprechenden mathematischen Operationen wie in einem 3D-Puzzle zusammengefügt, bis die Überlappung möglichst optimal ist.
[0036] Durch die Beibehaltung des gewohnten Geräteumfeldes in der Gastroskopie oder Kolosskopie kann ein solches
Endoskop 10 in all seinen relevanten Funktionen erhalten bleiben. Die 3D-Funktionalität kann durch die Nutzung des Instrumentierkanals 8 realisiert werden. Dieser Instrumen¬ tierkanal 8 weist einem typischen Durchmesser von 2,5mm bis 4,5mm auf. Bei Durchmessern dieser Größenordnung kann eine optische Projektionseinrichtung 4 bis an die Spitze des Endoskops 10 geführt werden. Diese Projektionseinrichtung 4 enthält ein Dia, welches die Projektionsstruktur für das zu projizierende Muster aufweist, eine Optik zum gezielten
Zuführen des weißen Projektionslichtes von der Lichtquelle 2 auf das Dia und eine Projektionsoptik 4, welche das Muster auf das Objekt 5 projiziert. Die Zuführung des Lichts erfolgt durch einen flexiblen Lichtleiter 3, der sich der Krümmung des Endoskops anpasst. Zur Realisierung der Triangulation verwendet man zusätzlich die ohnehin vorhandene
Abbildungsoptik 7 des Endoskops 10. Alle Funktionen des Endoskops 10 bleiben bis auf die Verfügbarkeit des Kanals während der 3D-Messung erhalten (Reinigungsfunktion, Luftzufuhr, Bowdenzug zur Bewegung der Endoskopspitze etc.) .
[ 0037 ] Die durch den Instrumentierkanal einschiebbare Pro¬ ektionseinrichtung 4 kann auf der Beobachtungsseite 9 - ab- hängig vom Einsatzgebiet des Endoskops 10 - wie folgt ausge¬ staltet sein:
[ 0038 ] a) Pro ektionsob ektiv 4 verbunden über einen
Lichtleiter 3 mit einer Lichtquelle 2, die auf der der Beobachtungsseite abgewandten Seite des Endoskops 10 angeordnet ist.
[ 0039 ] b) Die Projektionseinrichtung 4 umfasst auf der
Beobachtungsseite 9 Lichtquelle 2 und Projektions¬ objektiv 4. Die Energieversorgung kann entweder durch eine in der Projektionseinrichtung befindliche Batterie oder durch eine elektrische Leitung, die im
Instrumentierkanal 8 befindlich ist, erfolgen. Diese Leitung wird zusammen mit der Projektionseinrichtung 4 in den Instrumentierkanal 8 eingeführt.
[ 0040 ] Unabhängig von der vorgenannten Ausführung der Pro- j ektionseinrichtung 4 kann auf der Beobachtungsseite 9 eine mechanische Vorrichtung vorgesehen werden, dass beim Einschieben der Projektionseinrichtung 4 diese auf der
Beobachtungsseite 9 in definierter Weise einrastet. Dadurch ist der Beleuchtungswinkel α für die Projektion definiert. [ 0041 ] Die Kamera 1 kann wie in FIG 3 dargestellt ebenfalls auf der der Beobachtungsseite 9 abgewandten Seite angeordnet sein, wobei das von der Aufnahmelinse 7 erfasste Muster über ein Linsensystem 6 oder einen Bildleiter zur Kamera 1 geführt wird. Möglich ist auch eine Ausführungsform, wo die Kamera 1 als ganzes auf der Beobachtungsseite 9 angeordnet ist, nicht dargestellt in den Figuren. Liste der Bezugszeichen, Glossar
1 Kamera
2 Lichtquelle
3 Lichtleiter im Instrumentierkanal
4 Farbmusterpro ektor; Projektionsobjektiv;
Proj ektionseinrichtung
5 Objekt, zu betrachtendes Objekt
6 Linsensystem
7 Aufnahmelinse; Frontlinse
8 Instrumentierkanal
9 Beobachtungsseite
10 Endoskop; Endoskop für Gastroskopie, Kolloskopie α Beleuchtungswinkel
ß Beobachtungswinkel
CCT Colour Coded Triangulation
Liste der zitierten Dokumente
[1] DE 44 24 114 C+
«3D-Video-Endoskop»
Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
DE - 76133 Karlsruhe
[2] DE 197 42 264 AI
«Endoskop»
Vosseier Erste Patentverwertungsgesellschaft mbH DE - 74613 Öhringen

Claims

Ansprüche
1. Endoskop (10) zur quantitativen Bestimmung von Grössen eines Objekts (5) in einem Hohlraum umfassend
- einen Instrumentierkanal (8) und
- eine Kamera (1, 7) ;
dadurch gekennzeichnet,
- dass eine Pro ektionseinrichtung (4) durch den
Instrumentierkanal (8) einführbar ist, mit der in eingeführter Position ein Muster auf das zu betrachtende Objekt (5) projiziert wird;
- dass die Kamera (1) dieses projizierte in dem Objekt (5) entsprechend verzerrter Form erfasst und
- dass die verzerrte Form mittels eines Triangulations¬ verfahrens zur quantitativen Bestimmung von Grössen des Objektes (5) herangezogen wird.
2. Endoskop (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Projektionseinrichtung (4) über einen Lichtleiter (3) mit einer Lichtquelle (2) verbunden ist und dass das zu
projizierende Muster durch ein in der Projektionseinrichtung (4) befindliches Dia gebildet wird.
3. Endoskop (10) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (2) an dem auf der Beobachtungsseite (9) abgewandten Ende des Endoskops (10) angeordnet ist.
4. Endoskop (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Projektionseinrichtung (4) eine Lichtquelle (2) enthält und dass das zu projizierende Muster durch ein in der
Projektionseinrichtung (4) befindliches Dia gebildet wird.
5. Endoskop (10) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
für die Energieversorgung der Lichtquelle (2) die
Pro ektionseinrichtung (4) eine Batterie enthält.
6. Endoskop (10) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
für die Energieversorgung der Lichtquelle (2) die
Pro ektionseinrichtung (4) mit einer elektrischen im
Instrumentierkanal befindlichen Leitung versehen ist.
7. Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die quantitative Bestimmung von Grössen des Objektes (5) mittels des Triangulationsverfahrens alternativ beinhaltet:
- Berechnung der 3-dimensionalen Oberflächenform des
Objekts (5) ,
- Berechnung des Flächeninhalts einer Oberfläche,
- eine Volumenmessung des Objektes (5) oder
- eine Bestimmung der exakten Ausdehnung des Objektes (5) in verschiedenen Richtungen.
8. Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das projizierte Muster ein codiertes Farbmuster ist.
9. Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das projizierte Muster ein monochromes Muster ist.
10. Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der Projektor eine Sequenz von Mustern projiziert.
11. Endoskop (10) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Triangulationsverfahren das Verfahren «farbcodierte Triangulation» eingesetzt wird.
12. Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
es an deren Ende auf der Beobachtungsseite (9) eine mechanische Vorrichtung aufweist, damit die
Pro ektionseinrichtung (4) beim Einschieben in eine vorbestimmte Lage einrastet.
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