DE102017107106A1

DE102017107106A1 - Endoskop mit weitwinkeloptik und arbeitskanal

Info

Publication number: DE102017107106A1
Application number: DE102017107106.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Viebach; Tilman Schröter
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2018-10-04
Also published as: CN110392545B; US20200008659A1; JP6976339B2; JP2022016490A; WO2018185549A1; CN110392545A; JP2020503957A; EP3606398A1; US11612304B2; EP3606398B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einem Endoskopkopf (1), einem Weitwinkelobjektiv (2) am distalen Ende des Endoskopkopfes (1), und einem im Endoskopkopf (1) verlaufenden Arbeitskanal (7). Proximal vom Weitwinkelobjektiv (2) ist der Arbeitskanal (7) seitlich zum Außenumfang des Endoskopkopf (1) gebogen, wobei eine distale Arbeitskanalöffnung (71) an einer lateralen Seite des Endoskopkopfes (1) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Endoskop. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Endoskop mit einem Endoskopkopf mit einem Weitwinkelobjektiv am distalen Ende des Endoskopkopfes und einem Arbeitskanal zum Führen von Mikrowerkzeugen.
Bei einem Endoskop, das am distalen Ende des Endoskopkopfes mit einer Kamera, einer Beleuchtungseinrichtung wie z.B. einer LED und einem Arbeitskanal ausgestattet ist, soll der Arbeitsbereich gut ausgeleuchtet sein und gut betrachtet werden können. Der Arbeitsbereich ist jener Bereich, an dem ein im Arbeitskanal vorgeschobenes Mikrowerkzeug weiterbewegt wird oder am Patienten tätig ist.
Um eine gute Ausleuchtung zu erzielen, können LED's in großer Anzahl am distalen Ende des Endoskopkopfes angeordnet werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Endoskop zu schaffen, bei dem ein Bild des Arbeitsbereiches vorteilhaft aufgenommen werden kann.
Diese Aufgabe ist durch einen Endoskop mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
In der Erfindung hat ein Endoskop einen Endoskopkopf, ein Weitwinkelobjektiv am distalen Ende des Endoskopkopfes, und einen im Endoskopkopf verlaufenden Arbeitskanal. Proximal vom Weitwinkelobjektiv ist der Arbeitskanal seitlich zum Außenumfang des Endoskopkopf gebogen, wobei eine distale Arbeitskanalöffnung an einer lateralen Seite des Endoskopkopfes ausgebildet ist.
Dieses Endoskop hat ein Weitwinkelobjektiv am distalen Ende des Endoskopkopfes. Ein solches Weitwinkelobjektiv kann ein Super-Weitwinkelobjektiv mit einem optischen Bildwinkel von mehr als 180 Grad sein. Als ein solches Weitwinkelobjektiv kann ein sogenanntes Fischaugenobjektiv (fisheye) sein. Dieses Weitwinkelobjektiv kann so groß sein, dass es den gesamten distalen Frontbereich am distalen Ende des Endoskopkopfes einnimmt. Somit ist ein sehr großer Bildwinkel für den Aufnahmebereich möglich. Die Erweiterung des Blickfeldes auf den Superweitwinkelbereich (fisheye > 180°) erlaubt es, verdächtige Gewebestrukturen in bislang versteckten Bereichen des Dickdarms aufzuspüren (z.B. sogar hinter Darmfalten).
Aus Platzgründen wird der Arbeitskanal nicht gerade zum distalen Ende des Endoskopkopfes geführt, sondern proximal vom Weitwinkelobjektiv seitlich zum Außenumfang des Endoskopkopfes so gebogen, dass eine distale Arbeitskanalöffnung an einer lateralen Seite des Endoskopkopfes ausgebildet ist.
Somit kann ein Endoskop geschaffen werden, dass sowohl einen sehr großen Bildwinkel im Aufnahmebereich ermöglicht, als auch das eine kleine Baugröße beibehält, da der Durchmesser des distalen Endes des Endoskops (des Endoskopkopfes) nicht unnötig groß gestaltet werden muß. Das distale Ende müsste z.B. dann, wenn die Arbeitskanalmündung seitlich vom Weitwinkelobjektiv und parallel zur optischen Achse angeordnet wäre, deutlich größer gestaltet werden.
Ein solches Endoskop kann vorteilhaft als Colonoskop eingesetzt werden. Gerade in der Colonoskopie ist ein großes Blickfeld vorteilhaft.
Benachbart zum Weitwinkelobjektiv kann am distalen Ende des Endoskopkopfes eine Beleuchtungseinrichtung angeordnet sein, wobei die distale Arbeitskanalöffnung proximal von der Beleuchtungseinrichtung mündet. Somit kann das vom Weitwinkelobjektiv aufzunehmende Bild gut ausgeleuchtet werden. Die distale Arbeitskanalöffnung sitzt zwar proximal von der Beleuchtungseinrichtung, ist aber in die distale Richtung gerichtet.
Alternativ kann benachbart zum Weitwinkelobjektiv am distalen Ende des Endoskopkopfes eine Beleuchtungseinrichtung angeordnet sein, wobei die distale Arbeitskanalöffnung im Bereich der Beleuchtungseinrichtung mündet. In dieser Alternative ist die distale Arbeitskanalöffnung weiter in die distale Richtung versetzt und kann von der Beleuchtungseinrichtung umgeben sein. Somit kann durch die Beleuchtungseinrichtung das vom Weitwinkelobjektiv aufzunehmende Bild immer noch gut ausgeleuchtet werden.
Als weitere Alternative kann benachbart zum Weitwinkelobjektiv am distalen Ende des Endoskopkopfes eine Beleuchtungseinrichtung angeordnet sein, wobei die distale Arbeitskanalöffnung im Bereich des Weitwinkelobjektivs mündet. Die distale Arbeitskanalöffnung ragt somit in die Oberfläche des Weitwinkelobjektivs hinein. Die distale Arbeitskanalöffnung kann sogar von Teilen der Oberfläche des Weitwinkelobjektivs umgeben sein.
Die Beleuchtungseinrichtung kann den distalen Endbereich des Weitwinkelobjektivs ringförmig oder als Ringabschnitt umgeben. Ringförmig kann die Beleuchtungseinrichtung gestaltet sein, wenn sie durch die distale Arbeitskanalöffnung nicht unterbrochen ist. Als Ringabschnitt kann die Beleuchtungseinrichtung gestaltet sein, wenn sie durch die distale Arbeitskanalöffnung unterbrochen ist.
Benachbart zum Weitwinkelobjektiv kann am distalen Ende des Endoskopkopfes eine Sprüheinrichtung zur Linsenreinigung angeordnet sein, wobei die distale Arbeitskanalöffnung proximal von der Sprüheinrichtung mündet. Die Sprüheinrichtung kann die distale Fläche des Weitwinkelobjektivs vorteilhaft reinigen.
Das Weitwinkelobjektiv kann am distalen Ende des Endoskopkopfes von einem transparent gestalteten Bereich des Endoskopkopfes ganz oder teilweise umgeben sein. Das Weitwinkelobjektiv kann am distalen Ende des Endoskopkopfes von dem transparent gestalteten Bereich des Endoskopkopfes ganz umgeben sein, wenn der transparent gestaltete Bereich durch die distale Arbeitskanalöffnung nicht unterbrochen ist. Das Weitwinkelobjektiv kann am distalen Ende des Endoskopkopfes von dem transparent gestalteten Bereich des Endoskopkopfes teilweise umgeben sein, wenn der transparent gestaltete Bereich durch die distale Arbeitskanalöffnung unterbrochen ist.
Der transparent gestaltete Bereich des Endoskopkopfes kann einen Übergang von der distalen zur lateralen Seite des Endoskopkopfes bilden.
Der Arbeitskanal kann einen proximalen Arbeitskanalabschnitt und einen distalen Arbeitskanalendabschnitt haben, wobei der proximale Arbeitskanalabschnitt sich parallel zur Längsachse des Endoskops erstreckt, und der distale Arbeitskanalendabschnitt vom proximalen Arbeitskanalabschnitt sanft zur distalen Arbeitskanalöffnung hin schräg in die distale Richtung gebogen ist.
Der distale Arbeitskanalendabschnitt kann sich in einem spitzen Winkel zur Mittelachse des Endoskopkopfes in die distale Richtung erstrecken.
Der distale Arbeitskanalendabschnitt kann in zumindest einem Abschnitt von ihm an dem Weitwinkelobjektiv anliegen.
Zumindest ein Abschnitt des distalen Arbeitskanalendabschnittes kann sich in die Form des Weitwinkelobjektivs hinein erstrecken.
Eine Öffnung einer Wasserspritzdüse kann benachbart zur distalen Arbeitskanalöffnung vorgesehen sein.
Proximal vom Weitwinkelobjektiv kann die distale Arbeitskanalöffnung an das Weitwinkelobjektiv angrenzen.
Die distale Arbeitskanalöffnung kann an der lateralen Seite des Endoskopkopfes sich in die Form des Weitwinkelobjektivs hinein erstrecken.
Natürlich sind Kombinationen der Gestaltung möglich. Beispielsweise kann der distale Arbeitskanalendabschnitt in zumindest einem Abschnitt von ihm an dem Weitwinkelobjektiv anliegen, und die distale Arbeitskanalöffnung vom Weitwinkelobjektiv etwas beabstandet sein. Ferner kann der distale Arbeitskanalendabschnitt in zumindest einem Abschnitt von ihm an dem Weitwinkelobjektiv anliegen, und die distale Arbeitskanalöffnung kann am Weitwinkelobjektiv angrenzen. Außerdem kann der distale Arbeitskanalendabschnitt in zumindest einem Abschnitt von ihm an dem Weitwinkelobjektiv anliegen, und die distale Arbeitskanalöffnung kann sich in die Form des Weitwinkelobjektivs hinein erstrecken oder so münden, dass sie von der Oberfläche des Weitwinkelobjektivs umgeben ist. Diese Varianten der Anordnung der distalen Arbeitskanalöffnung sind auch für die anderen Gestaltungsmöglichkeiten des distalen Arbeitskanalendabschnittes anwendbar. Somit ergibt sich jeweils ein anderer Winkel oder eine andere Biegung des distalen Arbeitskanalendabschnittes relativ zur Erstreckung des Endoskopkopfes.
Ein Bildausschnitt des Weitwinkelobjektivs, der annähernd parallel zum distalen Endverlauf des Arbeitskanals ist, kann auswählbar sein. Das Weitwinkelobjektiv liefert ein Gesamtbild der betrachteten Szene. Dieses Gesamtbild ist sehr groß. Von diesem Gesamtbild kann ein Ausschnitt ausgewählt werden, der genauer analysiert wird. Z.B. kann der Ausschnitt, an dem ein durch den Arbeitskanal vorgeschobenes Instrument tätig wird, d.h. ein seitlich vom Endoskopkopf befindlicher Bildausschnitt, als ein solcher ausgewählter Ausschnitt des Gesamtbildes hergenommen werden.
Das Weitwinkelobjektiv liefert zunächst verzerrte Bildausschnitte. Der ausgewählte Bildausschnitt kann durch Bildverarbeitung digital entzerrbar sein. Somit kann der digital entzerrte Bildausschnitt aus dem Gesamtbild so gewählt werden, dass das Instrument scheinbar zur Bildmitte gerichtet austritt. Die Arbeitsrichtung mit dem Endoskop ist damit schräg seitlich, während die Sicht auf den Arbeitsbereich in für den Anwender gewohnter Weise zentriert bleibt.
Der Bildwinkel des Weitwinkelobjektivs kann größer als 180° sein, wobei er vorzugsweise größer als 200° sein kann oder sogar größer als 220° sein kann. Ein außergewöhnlich großer Bildwinkel des Weitwinkelobjektivs ist erfindungsgemäß möglich.
Das Endoskop kann ein flexibles Endoskop sein.
Das Endoskop kann ein Videoendoskop sein.
Die vorstehend erläuterten Aspekte der vorliegenden Erfindung können geeignet kombiniert werden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Endoskops von 1 in einer Schnittdarstellung, wobei die Schnittebene durch eine distale Arbeitskanalöffnung gelegt ist.
3 zeigt eine weitere schematische perspektivische Ansicht des Endoskops von 1 in einer Schnittdarstellung, wobei die Schnittebene durch einen Kanal einer Wasserspritzdüse gelegt ist.
4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops in einer Variante, bei der die distale Arbeitskanalöffnung an einer transparenten Kappe angrenzt.
5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops in einer Variante, bei der die distale Arbeitskanalöffnung weiter in den Bereich der transparenten Kappe hinein reicht.
6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops in einer Variante, bei der die distale Arbeitskanalöffnung sogar geringfügig in den Bereich des Weitwinkelobjektivs hineinragt.
7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops mit einem angedeuteten Blickfeld des Weitwinkelobjektivs.
8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops mit einem gezoomten axialen Bildausschnitt aus dem Blickfeld des Weitwinkelobjektivs.
9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops mit einem gezoomten Bildausschnitt aus dem Blickfeld des Weitwinkelobjektivs, der sich in Richtung nach vorn und seitlich ergibt.
10 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops mit einem gezoomten Bildausschnitt aus dem Blickfeld des Weitwinkelobjektivs, der sich bei ca. 90° seitlich ergibt.
11 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops mit einem gezoomten Bildausschnitt aus dem Blickfeld des Weitwinkelobjektivs, der sich in Richtung nach vorn und seitlich ergibt, wobei eine Verschiebung bei der Wahl eines Bildausschnittes angedeutet ist.
12 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops mit einem gezoomten Bildausschnitt wie in 11 mit einem aus einem Arbeitskanal austretendem Instrument.

Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein erstes Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die 1 und 2 zeigen jeweils eine schematische perspektivische Ansicht eines distalen Abschnittes eines Endoskops eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Insbesondere ist ein Endoskopkopf 1 des Endoskops gezeigt. Genauer gesagt ist ein distales Endstück des Endoskopkopfes 1 gezeigt. Der Endoskopkopf 1 besitzt am distalen Ende ein Weitwinkelobjektiv 2. Das Weitwinkelobjektiv 2 hat eine Mittelachse, die der Mittelachse des Endoskopkopfes 1 entspricht. Die distale Fläche (Linsenfläche) des Weitwinkelobjektivs 2 ist nach außen gewölbt und weist in die distale Richtung des Endoskops. Das Weitwinkelobjektiv 2 ist also im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 1 gezeigt, konzentrisch zur Mittelachse des Endoskopkopfes 1 angeordnet. Somit ist das Weitwinkelobjektiv 2 in die distale Richtung ausgerichtet. Alternativ kann das Weitwinkelobjektiv 2 unter einem Winkel relativ zur Mittelachse des Endoskopkopfes 1 angeordnet sein. In dieser Alternative wäre das Weitwinkelobjektiv 2 in die laterale Richtung, also seitlich, ausgerichtet.
Das Weitwinkelobjektiv 2 kann ein Super-Weitwinkelobjektiv sein und einen Bildwinkel von mehr als 180 Grad in distaler Richtung haben. Somit wird durch das Weitwinkelobjektiv 2 nicht nur der Bereich an der distalen Seite des Endoskopkopfes 1 aufgenommen, sondern auch ein Bereich, der sich seitlich vom distalen Ende des Endoskopkopfes 1 befindet.
Das Weitwinkelobjektiv 2 kann ein sogenanntes Fischaugenobjektiv (fisheye) sein.
Benachbart zur distalen Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 ist eine Beleuchtungseinrichtung in der Form von LED's 3 an der distalen Seite des Endoskopkopfes 1 angeordnet. Im Beispiel von 1 sind die LED's 3 gleichmäßig um die distale Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 verteilt. Die LED's 3 grenzen an die distale Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 an.
Wie in 2 gezeigt, ist im Inneren des Endoskops ein Kanal 4 für Luft/Wasser angeordnet, der sich von einem proximalen Abschnitt des Endoskops (Bedienteil) bis zu einer Sprühdüse 41 zur Linsenreinigung erstreckt. In der Erfindung kann ein einziger Kanal 4 angewendet werden, der abwechselnd Luft und/oder Wasser zur Sprühdüse 41 leitet.
Alternativ können zwei Versorgungskanäle angewendet werden, von denen ein erster Versorgungskanal Wasser leitet und ein zweiter Versorgungskanal Luft leitet. Die beiden Versorgungskanäle münden in den Kanal 4. Somit kann durch die Sprühdüse 41 am distalen Ende des Kanals 4 Wasser oder Luft oder ein Wasser-Luft-Gemisch gesprüht werden.
Die Sprühdüse 41 dient dazu, die distale Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 zu reinigen. Im Beispiel von 1 sind drei Sprühdüsen 41 vorgesehen. Die Sprühdüsen 41 sind gleichmäßig um die distale Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 verteilt. Die Sprühdüsen 41 grenzen an die distale Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 an.
Die distale Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 ist von einer transparenten Kappe 5 umgeben. Die transparente Kappe 5 ist z.B. als ein Ringelement gebildet. Die transparente Kappe 5 ist aus einem durchsichtigen Material hergestellt, wie z.B. Glas oder Kunststoff.
An der distalen Endfläche der transparenten Kappe 5 ist eine konzentrische ringartige Vertiefung 51 ausgebildet. In der konzentrischen ringartigen Vertiefung 51 der transparenten Kappe 5 sind die LED's 3 und die Sprühdüsen 41 angeordnet. Zwischen den LED's 3 und den Sprühdüsen 41 ist die konzentrische ringartige Vertiefung 51 der transparenten Kappe 5 mit einem transparenten Material ausgefüllt.
Die Außenfläche der LED's 3 kann mit der Außenfläche des transparenten Materials fluchten. In dieser Bauweise sind die Außenflächen der LED's 3 an der distalen Außenfläche des Endoskopkopfes 1 angeordnet.
In einer Abwandlung sitzen die LED's 3 am proximalen Boden der konzentrischen ringartigen Vertiefung der transparenten Kappe 5. Hierbei ist die Außenfläche der LED's 3 von der Außenfläche des transparenten Materials beabstandet. In dieser Bauweise sind die Außenflächen der LED's 3 nicht an der distalen Außenfläche des Endoskopkopfes 1 angeordnet, sondern vom transparenten Material bedeckt.
Durch die transparente Kappe 5 kann das Licht der LED's 3 in die distale Richtung und auch in die laterale Richtung austreten. Durch die transparente Kappe 5 kann die durch das Weitwinkelobjektiv 2 aufgenommene Szenerie gut ausgeleuchtet werden.
Zwischen dem Weitwinkelobjektiv 2 und der transparenten Kappe 5 ist am lateralen Rand des Weitwinkelobjektivs 2 ein Fremdlichtschutz 21 vorgesehen, der verhindert, dass Licht der LED's 3 direkt seitlich in das Weitwinkelobjektiv 2 eindringt.
Das Weitwinkelobjektiv 2 ist nach außen gewölbt (siehe 2) und kann somit Bildinformationen tangential bis zum Rand aufnehmen, an dem das transparente Material angrenzt, das in der konzentrischen ringartigen Vertiefung der transparenten Kappe 5 vorgesehen ist.
Das Weitwinkelobjektiv 2 nimmt somit zusammen mit der transparenten Kappe 5 den gesamten distalen Frontbereich am distalen Ende des Endoskopkopfes 1 ein.
An der proximalen Seite des Weitwinkelobjektivs 2 ist zentrisch im Endoskopkopf 1 ein Bildsensor 6 angeordnet. Der Bildsensor 6 dient dazu, die durch das Weitwinkelobjektiv 2 übertragenen Bildinformationen zu empfangen. Über Kabel in einem Kabelkanal 61 werden die empfangenen Bildinformationen zum proximalen Abschnitt des Endoskops (Bedienteil) übertragen.
Der Endoskopkopf 1 weist einen Arbeitskanal 7 auf. Der Arbeitskanal 7 führt Mikrowerkzeuge zur Untersuchung z.B. der Darmwand etc. Der Arbeitskanal 7 hat an der distalen Seite einen Arbeitskanalausgang als distale Öffnung 71.
Der Arbeitskanal 7 weist einen (nicht gezeigten) proximalen Arbeitskanalabschnitt und einen distalen Arbeitskanalendabschnitt auf. Der (nicht gezeigte) proximale Arbeitskanalabschnitt erstreckt sich parallel zur Längsachse des Endoskops vom proximalen Abschnitt des Endoskops (Bedienteil) bis zu einem Übergang zum distalen Arbeitskanalendabschnitt.
Der distale Arbeitskanalendabschnitt ist vom proximalen Arbeitskanalabschnitt sanft zur distalen Arbeitskanalöffnung 71 hin schräg in die distale Richtung gebogen. Die distale Arbeitskanalöffnung 71 ist an der lateralen Seite (Umfangsseite) des Endoskopkopfes 1 ausgebildet. Somit hat das erfindungsgemäße Endoskop die distale Arbeitskanalöffnung 71 als einen seitlichen Arbeitskanalausgang.
Die distale Arbeitskanalöffnung 71 als seitlicher Arbeitskanalausgang ist proximal vom Weitwinkelobjektiv 2 angeordnet.
Die distale Arbeitskanalöffnung 71 kann proximal vom Weitwinkelobjektiv 2 beabstandet sein. Alternativ kann die distale Arbeitskanalöffnung 71 proximal am Weitwinkelobjektiv 2 angrenzen.
In einer bevorzugten Gestaltung ragt, wie in den 1 und 2 gezeigt, ein Umfangsabschnitt des distalen Arbeitskanalendabschnittes in die Form der transparenten Kappe 5 hinein.
In einer weiteren Alternative kann ein Umfangsabschnitt des distalen Arbeitskanalendabschnittes in die Form des Weitwinkelobjektivs 2 hinein ragen, ohne dass zwischen Arbeitskanal 7 und Weitwinkelobjektiv 2 ein Teil der transparenten Kappe 5 vorgesehen ist.
Unabhängig vom Verlauf des distalen Arbeitskanalendabschnittes kann die distale Arbeitskanalöffnung 71 in die transparente Kappe 5 hineinragen. In den 1 und 2 ragt ein Umfangsabschnitt der distalen Arbeitskanalöffnung 71 in die Form der transparenten Kappe 5 hinein.
In einer weiteren Alternative kann ein Umfangsabschnitt der distalen Arbeitskanalöffnung 71 in die Form des Weitwinkelobjektivs 2 hinein ragen, ohne dass zwischen Arbeitskanalöffnung 71 und Weitwinkelobjektiv 2 ein Teil der transparenten Kappe 5 vorgesehen ist. In dieser Alternative ist zumindest ein Abschnitt der distalen Arbeitskanalöffnung 71 an dem Ringbereich der LED's 3 vorgesehen. Somit ist in dieser Alternative radial zum Austrittspunkt der Mittelachse an der distalen Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 zumindest ein Abschnitt der distalen Arbeitskanalöffnung 71 von LED's 3 umgeben.
Der distale Arbeitskanalendabschnitt mit der distalen Arbeitskanalöffnung 71 ist im Ausführungsbeispiel in eine Richtung gerichtet, die einen spitzen Winkel zur Längserstreckung des Endoskopkopfes 1 bildet. Anders ausgedrückt verläuft der distale Arbeitskanalendabschnitt in einem spitzen Winkel zur Mittelachse des Endoskopkopfes 1 in die distale Richtung.
3 zeigt eine Schnittebene durch einen Kanal 8 einer Wasserspritzdüse 81 gelegt ist.
Wie dies in 3 gezeigt ist, ist die Öffnung der Wasserspritzdüse 81 benachbart zur distalen Arbeitskanalöffnung 71 vorgesehen. Die Öffnung der Wasserspritzdüse 81 bildet ein distales Ende eines Wasserversorgungskanals 8. Der Wasserversorgungskanal erstreckt sich parallel zum Arbeitskanal 7. Die Wasserspritzdüse 81 dient dazu, bei Bedarf Wasser zu einem Arbeitsort zu liefern, an dem ein durch den Arbeitskanal 7 geführtes Instrument tätig ist. Benachbart zur Wasserspritzdüse 81 kann eine distale Öffnung eines (nicht gezeigten) Absaugkanals vorgesehen sein. Durch den Absaugkanal kann das zum Arbeitsort gespritzte Wasser wieder abgesaugt werden.
Varianten und weitere Ausführungsbeispiele
Nachstehend sind verschiedene Varianten und weitere Ausführungsbeispiele erläutert, die eine jeweils andere Anordnung der distalen Arbeitskanalöffnung 71 zeigen.
4 zeigt eine Variante, bei der die distale Arbeitskanalöffnung 71 an einer transparenten Kappe 5 angrenzt. Der Ort der Wasserspritzdüse 81 ist ebenfalls so gewählt, dass diese an der transparenten Kappe 5 angrenzt. Somit befindet sich hierbei die distale Arbeitskanalöffnung 71 am Endoskop seitlich unterhalb (d.h. proximal) der durch das Weitwinkelobjektiv 2 und die transparente Kappe 5 gebildeten Baugruppe. Anders ausgedrückt ist die distale Arbeitskanalöffnung 71 unterhalb (d.h. proximal) der Beleuchtungseinrichtung angeordnet.
5 zeigt eine Variante, bei der die distale Arbeitskanalöffnung 71 weiter in den Bereich der transparenten Kappe 5 hinein reicht. Der Ort der Wasserspritzdüse 81 ist ebenfalls so gewählt, dass diese in den Bereich der transparenten Kappe 5 hinein reicht. Die distale Arbeitskanalöffnung 71 ist hier zumindest im distalen Abschnitt von der transparenten Kappe 5 umgeben. Relativ zur Variante der 4 ist bei Fig. 5 für den Arbeitskanalausgang ein spitzerer Winkel gewählt worden.
6 zeigt eine Variante, bei der die distale Arbeitskanalöffnung 71 sogar geringfügig in den Bereich des Weitwinkelobjektivs 2 hineinragt. Der Ort der Wasserspritzdüse 81 ist so gewählt, dass diese in den Bereich der transparenten Kappe 5 hinein reicht. Die distale Arbeitskanalöffnung 71 unterbricht hierbei die transparente Kappe 5. Relativ zur Variante der 5 ist bei Fig. 6 für den Arbeitskanalausgang ein noch spitzerer Winkel gewählt worden.
In einer nicht gezeigten Variante kann der proximale Abschnitt der distalen Arbeitskanalöffnung 71 proximal von einem proximalen Abschnitt der transparenten Kappe 5 liegen.
In einer weiteren nicht gezeigten Variante kann die distale Arbeitskanalöffnung 71 gänzlich im Bereich des Weitwinkelobjektivs 2 liegen. Für den Arbeitskanalausgang wird dadurch ein noch spitzerer Winkel realisiert.
Der Arbeitskanalausgang selbst ist vorzugsweise gleichmäßig gekrümmt. Der Arbeitskanalausgang kann auch eine zur Arbeitskanalöffnung 71 zunehmende Krümmung haben. Es wäre auch eine zur Arbeitskanalöffnung 71 abnehmende Krümmung denkbar.
Der Arbeitskanalausgang muss nicht unbedingt gekrümmt sein. Alternativ kann der Arbeitskanalausgang ausgehend von seiner Biegung von der geraden Führung annähernd gerade bis zur Arbeitskanalöffnung 71 laufen.
Somit sind in der Erfindung jeweils unterschiedliche Winkel und verschiedene Formen des distalen Arbeitskanalausgangs möglich.
Funktion der Erfindung
Am erfindungsgemäßen Endoskop weist der Ausgang 71 des Arbeitskanals 7 zur Seite.
Im Arbeitskanal 7 kann ein Mikrowerkzeug so vorgeschoben werden, dass es durch die seitliche distale Arbeitskanalöffnung 71 zu einem Arbeitsort vorgeschoben wird. Der Arbeitsort kann sich hierbei sogar seitlich vom distalen Endstück des Endoskopkopfes 1 sein.
Das Weitwinkelobjektiv 2 hat einen Bildwinkel von mehr als 180 Grad und kann somit den Arbeitsort sogar dann aufnehmen, wenn er sich seitlich vom distalen Endstück des Endoskopkopfes 1 befindet.
In dieser Stellung kann, wenn der Endoskopkopf 1 z.B. im Darm angeordnet ist, die Darmwand gut beleuchtet, betrachtet und aufgenommen werden. Somit können in oder hinter Ecken und Falten versteckte Gewebeauffälligkeiten entdeckt werden. Außerdem können in oder hinter Ecken und Falten versteckte Gewebeauffälligkeiten durch Mikrowerkzeuge gut erreicht werden.
Vorteile der Erfindung
Das distal angeordnete Weitwinkelobjektiv 2 ermöglicht eine „nach vorn“ (d.h. in distaler Richtung) erfolgende Betrachtung beim Einführen des Endoskops 1.
Da das Weitwinkelobjektiv 2 mit dem schräg verlaufenden Arbeitskanalendstück kombiniert ist, beeinträchtigt das distale Ende des Arbeitskanals 7 das Weitwinkelobjektiv 2 nicht.
Erfindungsgemäß ergibt sich ein Weitwinkelendoskop mit einem Arbeitskanal und einem immer noch kleinen Durchmesser. Durch den erweiterten Blickwinkel des Weitwinkelobjektivs 2 (z.B. des Fisheye-Objektives) können bislang in Ecken und Falten versteckte Gewebeauffälligkeiten entdeckt werden.
Da das Weitwinkelobjektiv 2 einen Bildwinkel von mehr als 180 Grad ermöglicht und die ringförmige Beleuchtung verwendet wird, kann der Arbeitsort, zu dem ein im Arbeitskanal 7 vorgeschobenes Mikrowerkzeug aktiv ist, gut beleuchtet und aufgenommen werden.
Dieser Arbeitsort kann sich sogar seitlich vom distalen Endstück des Endoskopkopfes 1 befinden.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau ist der distale Arbeitskanalendabschnitt mit der distalen Arbeitskanalöffnung 71 in der gleichen Richtung ausgerichtet wie die Blickrichtung eines Abschnittes des Weitwinkelobjektivs 2, der den Arbeitsort aufnehmen soll.
Durch das Weitwinkelobjektiv 2 kann ein Bildausschnitt aufgenommen werden, der eine Blickrichtung hat, die parallel zu der Richtung des distalen Arbeitskanalendabschnittes ist, durch den ein Werkzeug geschoben wird.
Wahl eines Bildausschnittes
Im Ausführungsbeispiel hat der Endoskopkopf 1 das Weitwinkelobjektiv 2, das als ein sogenanntes Fischaugenobjektiv (fisheye) ausgebildet sein kann. Das Weitwinkelobjektiv 2 kann in Sektoren geteilt sein, die individuell auswählbar sind.
7 deutet ein Blickfeld B des Weitwinkelobjektivs 2 schematisch an. Das hier gezeigte Weitwinkelobjektiv 2 hat z.B. ein Blickfeld B von 235°. Ein sehr großer Bereich z.B. im Darm eines Patienten kann somit betrachtet und aufgenommen werden. Wie in 7 angedeutet, kann das Blickfeld B gerastert und in einzelne Abschnitte eingeteilt werden. Diese einzelnen Abschnitte sind als Sektoren ausgebildet. Von den vielen sich ergebenden einzelnen Abschnitten kann ein spezifischer Bildabschnitt (Bildausschnitt) per Bildverarbeitung gewählt werden. Dies ist aber als ein Beispiel zu verstehen. Die virtuelle Navigation ist im gesamten Blickfeld B des Weitwinkelobjektivs 2 auch in stufenlos steuerbarer Weise möglich.
8 zeigt eine Situation mit einem gezoomten axialen Bildausschnitt A aus dem Blickfeld B des Weitwinkelobjektivs 2. In diesem Bildausschnitt A der 8 ist die Szene erkennbar, die sich distal vor dem Endoskop (in distaler Richtung) ergibt. Durch Vergrößerung der Bildmitte entsteht ein Bild in gewohnter Perspektive und in größerem Abbildungsmaßstab. Ein solches Bild ist z.B. beim Einführen oder Vorwärtsbewegen des Endoskopkopfes 1 nutzbar.
9 zeigt eine Situation mit einem gezoomten Bildausschnitt A aus dem Blickfeld B des Weitwinkelobjektivs 2, der sich in Richtung nach vorn und seitlich ergibt. Dieser Bildausschnitt wird innerhalb der Gesamtansicht verschoben, so dass sich ein gewohntes Bild ergibt, bei dem die gewölbte Bildgeometrie, die sich aufgrund des Fisheye-Weitwinkels ergibt, kontinuierlich entzerrt ist. Ein solches Bild ist beim Vorwärtsbewegen des Endoskops nutzbar, wenn eine relativ zum Endoskopkopf 1 gesehen Vorderseite einer Darmausstülpung oder Darmfalte betrachtet werden soll.
Das sich in 9 ergebende Bild kann auch einen Arbeitsort eines Instruments zeigen, wie dies nachstehend anhand 12 erläutert ist.
10 zeigt eine Situation mit einem gezoomten Bildausschnitt A aus dem Blickfeld B des Weitwinkelobjektivs 2, der sich bei ca. 90° seitlich ergibt. Ein entzerrtes Bild dieser Perspektive gewährt einen natürlichen Seitenblick. Um dieses Bild zu erlangen, muss weder die Kamera zur Seite bewegt werden noch muß der Endoskopkopf 1 verschoben werden. Ein solches Bild ist nutzbar, wenn eine relativ zum Endoskopkopf 1 gesehen Rückseite der Darmausstülpung oder Darmfalte betrachtet werden soll, deren Vorderseite in 9 betrachtet wurde.
11 zeigt eine Situation mit einem gezoomten Bildausschnitt A aus dem Blickfeld B des Weitwinkelobjektivs 2. Der Bildausschnitt A ergibt sich in Richtung nach vorn und seitlich. 11 zeigt außerdem, wie ein gewählter Bildausschnittes A entzerrt wird. Ein gewünschter Bildausschnitt A wird gewählt (hier ein Bildausschnitt A relativ vom Endoskopkopf 1 in Richtung nach vorn und seitlich). Der gewählte Bildausschnitt A wird nach oben und unten, d.h. in Richtung U-D, und nach links und rechts, d.h. in Richtung L-R verschoben. Eine Kombination aus beiden Richtungen U-D und L-R ergibt hierbei eine diagonale Verschiebung des Bildausschnittes A. Für den Bildausschnitt A kann der Vergrößerungsmaßstab gewählt werden, was durch den diagonal am Bildausschnitt A gezeigten Doppelpfeil angedeutet werden soll.
12 zeigt eine Situation mit einem gezoomten Bildausschnitt A wie in 11 mit einem aus einem Arbeitskanal 7 austretendem Instrument W. Hierbei ist der gezoomte Bildausschnitt A so weit zur Seite verschoben, dass das schräg aus dem Arbeitskanal 7 durch die distale Arbeitskanalöffnung 71 austretende Instrument W in die Bildmitte des Bildausschnittes A steuert. Somit kann der Bildausschnitt A so gewählt werden, dass genau die Spitze WE des Instrument W in der Bildmitte des Bildausschnittes A betrachtet werden kann.
Somit können bei der Erfindung beliebige Ausschnitte eines durch das Weitwinkelobjektiv 2 aufgenommenen Bildes durch Bildverarbeitung entzerrt und dem Betrachter zu Verfügung gestellt werden.
Weitere Alternativen
Im Beispiel von 1 sind acht LED's 3 gezeigt, wobei die Erfindung nicht auf eine spezifische Anzahl an LED's beschränkt ist. Eine beliebige Anzahl an LED's kann angewendet werden. Alternativ kann als Beleuchtungseinrichtung eine entsprechende Anzahl an Lichtleitern (Optikfasern) angewendet werden.
Im Beispiel von 1 sind die LED's 3 gleichmäßig um die distale Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 verteilt. Alternativ können die LED's 3 beliebig um die distale Endfläche des Weitwinkelobjektivs 2 verteilt sein. Es können weitere LED's 3 an der lateralen Umfangsfläche des Endoskopkopfes 1 proximal vom Weitwinkelobjektiv 2 vorgesehen sein.
Die Form der distalen Arbeitskanalöffnung 71 ist nicht eingeschränkt. Die distale Arbeitskanalöffnung 71 kann z.B. eine Kreisform, eine Stadiumform, eine Ellipse, eine ovale Form oder eine abgerundete polygonale Form haben.
Der distale Abschnitt des Arbeitskanals 7 und der distale Abschnitt des Wasserversorgungskanals 8 können parallel zueinander geführt sein. Alternativ können sie sich nichtparallel zueinander erstrecken.
Im Ausführungsbeispiel ist an der distalen Endfläche der transparenten Kappe 5 die konzentrische ringartige Vertiefung 51 ausgebildet. In der konzentrischen ringartigen Vertiefung 51 der transparenten Kappe 5 sind die LED's 3 angeordnet. Zwischen den LED's 3 ist die konzentrische ringartige Vertiefung 51 der transparenten Kappe 5 mit einem transparenten Material ausgefüllt. Alternativ können die LED's 3 einfach durch einen in entsprechender Form vorgeformten transparenten Deckel bedeckt werden, der die gleiche Funktion wie die transparente Kappe 5 hat.
Die Erfindung ist bei einem Gastroskop, einem Colonoskop oder einem ähnlichen Endoskop vorteilhaft anwendbar. Das Prinzip der Erfindung kann auch bei einer beliebigen anderen Art an Endoskop angewendet werden. Die Erfindung ist zwar für flexible Endoskope besonders gut geeignet, kann aber auch bei starren Endoskopen angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Endoskopkopf
2: Weitwinkelobjektiv
3: Beleuchtungseinrichtung, LED
4: Kanal für Luft/Wasser
5: transparente Kappe
6: Bildsensor
7: Arbeitskanal
8: Wasserversorgungskanal
21: Fremdlichtschutz
41: Sprühdüse zur Linsenreinigung
51: konzentrische ringartige Vertiefung
61: Kabelkanal für Bildsensor
71: distale Arbeitskanalöffnung
81: Spritzdüse
A: Bildausschnitt
B: Blickfeld des Weitwinkelobjektivs
W: Instrument
WE: Spitze des Instruments

Claims

Endoskop mit einem Endoskopkopf (1), einem Weitwinkelobjektiv (2) am distalen Ende des Endoskopkopfes (1), und einem im Endoskopkopf (1) verlaufenden Arbeitskanal (7), dadurch gekennzeichnet, dass proximal vom Weitwinkelobjektiv (2) der Arbeitskanal (7) seitlich zum Außenumfang des Endoskopkopf (1) gebogen ist, wobei eine distale Arbeitskanalöffnung (71) an einer lateralen Seite des Endoskopkopfes (1) ausgebildet ist.
Endoskop gemäß Anspruch 1, wobei benachbart zum Weitwinkelobjektiv (2) am distalen Ende des Endoskopkopfes (1) eine Beleuchtungseinrichtung (3) angeordnet ist, wobei die distale Arbeitskanalöffnung (71) proximal von der Beleuchtungseinrichtung (3) mündet.
Endoskop gemäß Anspruch 1, wobei benachbart zum Weitwinkelobjektiv (2) am distalen Ende des Endoskopkopfes (1) eine Beleuchtungseinrichtung (3) angeordnet ist, wobei die distale Arbeitskanalöffnung (71) im Bereich der Beleuchtungseinrichtung (3) mündet.
Endoskop gemäß Anspruch 1, wobei benachbart zum Weitwinkelobjektiv (2) am distalen Ende des Endoskopkopfes (1) eine Beleuchtungseinrichtung (3) angeordnet ist, wobei die distale Arbeitskanalöffnung (71) im Bereich des Weitwinkelobjektivs (2) mündet.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Beleuchtungseinrichtung (3) den distale Endbereich des Weitwinkelobjektivs (2) ringförmig oder als Ringabschnitt umgibt.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei benachbart zum Weitwinkelobjektiv (2) am distalen Ende des Endoskopkopfes (1) eine Sprüheinrichtung (41) zur Linsenreinigung angeordnet ist, wobei die distale Arbeitskanalöffnung (71) proximal von der Sprüheinrichtung (41) mündet.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Weitwinkelobjektiv (2) am distalen Ende des Endoskopkopfes (1) von einem transparent gestalteten Bereich (4) des Endoskopkopfes (1) ganz oder teilweise umgeben ist.
Endoskop gemäß Anspruch 7, wobei der transparent gestaltete Bereich (4) des Endoskopkopfes (1) einen Übergang von der distalen zur lateralen Seite des Endoskopkopfes (1) bildet.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Arbeitskanal (7) einen proximalen Arbeitskanalabschnitt und einen distalen Arbeitskanalendabschnitt hat, wobei der proximalen Arbeitskanalabschnitt sich parallel zur Längsachse des Endoskops erstreckt, und der distale Arbeitskanalendabschnitt vom proximalen Arbeitskanalabschnitt sanft zur distalen Arbeitskanalöffnung (71) hin schräg in die distale Richtung gebogen ist.
Endoskop gemäß Anspruch 9, wobei der distale Arbeitskanalendabschnitt in einem spitzen Winkel zur Mittelachse des Endoskopkopfes (1) in die distale Richtung verläuft.
Endoskop gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei der distale Arbeitskanalendabschnitt in zumindest einem Abschnitt von ihm an dem Weitwinkelobjektiv (2) anliegt.
Endoskop gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei zumindest ein Abschnitt des distalen Arbeitskanalendabschnittes sich in die Form des Weitwinkelobjektivs (2) hinein erstreckt.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Öffnung einer Wasserspritzdüse (81) benachbart zur distalen Arbeitskanalöffnung vorgesehen ist.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei proximal vom Weitwinkelobjektiv (2) die distale Arbeitskanalöffnung (71) an das Weitwinkelobjektiv (2) angrenzt.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die distale Arbeitskanalöffnung (71) an der lateralen Seite des Endoskopkopfes (1) sich in die Form des Weitwinkelobjektivs (2) hinein erstreckt.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei ein Bildausschnitt des Weitwinkelobjektivs (2), der annähernd parallel zum distalen Endverlauf des Arbeitskanals ist, auswählbar ist.
Endoskop gemäß Anspruch 16, wobei der ausgewählte Bildausschnitt digital entzerrbar ist.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Bildwinkel des Weitwinkelobjektivs (2) größer als 180° ist, vorzugsweise größer als 200° ist, wobei größer als 220° noch eher zu bevorzugen ist.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Endoskop ein flexibles Endoskop ist.
Endoskop gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Endoskop ein Videoendoskop ist.