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Die
Erfindung betrifft ein Videoendoskopsystem, das unter Nutzung von
von lebendem Gewebe ausgesendeter Autofluoreszenzstrahlung Bilder
von Körperhöhlen aufnimmt,
um Bilddaten zu erzeugen, mit denen ermittelt werden kann, ob das
untersuchte Gewebe normal oder abnormal ist.
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Seit
kurzem werden Videoendoskopsysteme eingesetzt, mit denen die Fluoreszenzstrahlung
beobachtet werden kann, die mit Anregungslicht einer vorbestimmten
Wellenlänge
bestrahltes lebendes Gewebe aussendet. Diese Fluoreszenz wird als
Autofluoreszenz bezeichnet. Solche Videoendoskopsysteme enthalten
eine Lichtquellenvorrichtung zum Aussenden sowohl von sichtbarem
Licht als auch das Gewebe zur Autofluoreszenz veranlassendem Anregungslicht.
Das Anregungslicht ist üblicherweise
ultraviolettes Licht. Das mit dem Anregungslicht bestrahlte lebende
Gewebe sendet Autofluoreszenzstrahlung aus. Die Intensität der von
gesundem Gewebe erzeugten Fluoreszenzstrahlung ist stärker als diejenige,
die von erkranktem Gewebe erzeugt wird. Ein Videoendoskopsystem
der erläuterten
Art bestrahlt lebendes Gewebe mit Anregungslicht aus einer Lichtquellenvorrichtung
und erzeugt ein Fluoreszenzbild auf Grundlage der Intensitätsverteilung
der von dem lebenden Gewebe ausgesendeten Autofluoreszenzstrah lung,
um dieses Bild auf einem Monitor darzustellen. In dem Fluoreszenzbild
erscheint normales Gewebe hell, während erkranktes Gewebe dunkel
dargestellt wird. Eine Bedienperson betrachtet dieses Fluoreszenzbild
und erkennt Bereiche in dem Fluoreszenzbild, die dunkler als andere
Bereiche sind, als erkranktes Gewebe. Jedoch stellen die dunklen
Bereiche in einem Fluoreszenzbild nicht immer erkranktes Gewebe
dar. Beispielsweise werden durch die wellige Form des Gewebes selbst
oder ein aus dem distalen Ende des Endoskops herausstehendes Instrument,
z. B. eine Zange, in der Körperhöhle Schatten
gebildet, die in dem Fluoreszenzbild als dunkle Bereiche dargestellt
werden. Diese Schattenbereiche sind nur schwer von erkrankten Bereichen
zu unterscheiden.
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Aus
diesem Grunde wurde ein Videoendoskopsystem vorgeschlagen, das diagnostische
Bilder erzeugt, in denen erkrankte Bereiche von Schattenbereichen
unterscheidbar sind. Eine Lichtquellenvorrichtung dieses Videoendoskopsystems
sendet nacheinander und wiederholt grünes Licht, blaues Licht, rotes
Licht, Referenzlicht in Form von sichtbarem Licht einer vorbestimmten
Wellenlänge
sowie Anregungslicht aus. Das ausgesendete Licht wird durch einen
in dem Videoendoskop eingebauten Lichtleiter in die Körperhöhle eines
Patienten geleitet, um dort das Gewebe zu bestrahlen. Eine in dem
Videoendoskop eingebaute Objektivoptik erzeugt Objektbilder, und
zwar in der Zeit, in der die Lichtquellenvorrichtung grünes Licht
aussendet, aus grünem Licht,
in der Zeit, in der sie blaues Licht aussendet, aus blauem Licht,
und in der Zeit, in der sie rotes Licht aussendet, aus rotem Licht.
Die Bilder werden von einer in dem Videoendoskop enthaltenen CCD
in Bildsignale gewandelt. Ein Prozessor des Videoendoskopsystems
synthetisiert die Bildsignale zu einem Farbbild.
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Dagegen
erzeugt die Objektivoptik ein Referenzbild des Objektes aus dem
Referenzbild in der Zeit, in der die Lichtquellenvorrichtung das
Referenzlicht aussendet. Ferner erzeugt die Objektivoptik ein Autofluoreszenzbild
des lebenden Gewebes in der Zeit, in der die Lichtquellenvorrichtung
das Anregungslicht aussendet. Das Referenz- und das Autofluoreszenzbild
werden von der CCD in Bildsignale gewandelt, die dem Prozessor zugeführt werden.
Der Prozessor subtrahiert das aus dem Referenzlicht erhaltene Bildsignal
von dem aus der Autofluoreszenz strahlung erhaltenen Bildsignal,
um so lediglich die Bereiche zu extrahieren, die infolge von Abnormalitäten nur
schwache Fluoreszenzstrahlung erzeugen. Der Prozessor stellt für diese
aus dem Fluoreszenzbildsignal extrahierten Bereiche eine vorbestimmte Farbe
ein und überlagert
diese Bereiche dem Farbbild, um so ein Diagnosebild zu erzeugen.
In dem Diagnosebild kann die Bedienperson erkrankte Bereiche von
Schattenbereichen unterscheiden und so leicht erkennen, wo sich
die erkrankten Bereiche befinden.
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Die
für dieses
Videoendoskopsystem vorgesehene Lichtquellenvorrichtung wird im
Folgenden unter Bezugnahme auf 8 genauer
erläutert.
Die Lichtquellenvorrichtung hat eine erste Lichtquelle 81 zum
Aussenden von Weißlicht
und eine zweite Lichtquelle 82 zum Aussenden von Licht,
das Komponenten der Spektren des Anregungslichtes und des Referenzlichtes
enthält.
Ein erstes Rad 83, ein erstes Blendenelement 84,
ein Prisma 85, eine Blende 86 und eine Kondensorlinse
C sind in dieser Reihenfolge längs
des Strahlenganges des von der ersten Lichtquelle 81 ausgesendeten
Weißlichtes
angeordnet. Wie in 9A gezeigt, ist das erste Rad 83 eine Scheibe,
längs deren
Umfang drei Ausnehmungen ausgebildet sind. In diesen Ausnehmungen
sind ein grünes
Licht durchlassendes Grün-Filter 83G,
ein blaues Licht durchlassendes Blau-Filter 83B bzw. ein rotes
Licht durchlassendes Rot-Filter 83R untergebracht. Das
erste Rad 83 ist mit einem nicht gezeigten Motor verbunden,
der das Rad 83 dreht. Das erste Rad 83 befindet
sich an einer Stelle, an der die Filter 83G, 83B und 83R mit
ihrer Drehung nacheinander in den Strahlengang des von der ersten
Lichtquelle ausgesendeten Weißlichtes
eingeführt
werden. Das von der ersten Lichtquelle 81 ausgesendete Weißlicht wird
nacheinander durch die Filter 83G, 83B und 83R des
ersten Rades 83 in grünes
Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt. Das so gewandelte
Licht läuft
zu dem ersten Blendenelement 84 weiter. Dieses Blendenelement 84 ist
so ausgebildet, dass es das auftreffende Licht blockieren oder durchlassen
kann. Das durch das erste Blendenelement 84 getretene Licht
tritt dann durch das erste Prisma 85 und gelangt in die
Blende 86, welche die Lichtmenge einstellt. Das Licht wird
dann durch die Kondensorlinse C auf das proximale Ende des Lichtleiters 87 gebündelt.
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Ein
zweites Prisma 88 befindet sich in einem Strahlengang des
von der zweiten Lichtquelle 82 ausgesendeten Lichtes. Das
von der zweiten Lichtquelle 82 ausgesendete Licht wird
durch das zweite Prisma 88 in durchgelassenes Licht und
reflektiertes Licht aufgespalten. Ein Anregungslichtfilter 89,
ein zweites Rad 90, ein drittes Prisma 91 und
ein zweites Blendenelement 92 sind in dieser Reihenfolge
längs des
Strahlenganges des durch das zweite Prisma tretenden Lichtes angeordnet.
Das durch das zweite Prisma 88 tretende Licht gelangt zu
dem Anregungslichtfilter 89, das nur diejenigen Komponenten
des einfallenden Lichtes, die dem Anregungslicht entsprechen, extrahiert
und durchlässt.
Das durchgelassene Anregungslicht gelangt dann zu dem zweiten Rad 90.
Wie in 9B gezeigt, ist das zweite Rad 90 eine
Scheibe, längs
deren Umfang eine Ausnehmung ausgebildet ist. In dieser Ausnehmung
ist ein transparentes Element untergebracht, das das Anregungslicht
durchlässt.
Das zweite Rad 90 ist an einen nicht gezeigten Motor gekoppelt,
der dieses dreht. Das zweite Rad 90 befindet sich an einer
Stelle, an der die Ausnehmung periodisch in den Strahlengang des
Anregungslichtes eingeführt
wird. Das Anregungslicht tritt dann durch das dritte Prisma 91 und läuft zu dem
zweiten Blendenelement 92 weiter. Das zweite Blendenelement 92 ist
so ausgebildet, dass es das einfallende Licht blockieren oder durchlassen kann.
Das von dem zweiten Blendenelement 92 durchgelassene Licht
wird dann an dem ersten Prisma 85 reflektiert und läuft anschließend längs desselben
Strahlenganges wie das grüne
Licht, das blaue Licht und das rote Licht weiter und tritt in den
Lichtleiter 87 ein.
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Ein
erster Spiegel 93, ein Referenzlichtfilter 94,
ein drittes Rad 95 und ein zweiter Spiegel 96 sind in
dieser Reihenfolge längs
des Strahlenganges des an dem zweiten Prisma 88 reflektierten
Lichtes angeordnet. Das an dem zweiten Prisma 88 reflektierte Licht
wird weiter an dem Spiegel 93 auf das Referenzlichtfilter 94 reflektiert,
das aus dem einfallenden Licht nur diejenigen Komponenten, die dem
Referenzlicht entsprechen, extrahiert und durchlässt. Das durchgelassene Referenzlicht
gelangt dann zu dem dritten Rad 95. Wie in 9C gezeigt,
ist das dritte Rad 95 eine Scheibe, längs deren Umfang eine Ausnehmung
ausgebildet ist. In dieser Ausnehmung ist ein transparentes Element
untergebracht, das das Referenzlicht durchlässt. Das dritte Rad 95 ist
an einen nicht gezeigten Motor gekop pelt, der dieses dreht. Das
dritte Rad 95 ist an einer Stelle angeordnet, an der die
Ausnehmung periodisch in den Strahlengang des Referenzlichtes eingeführt wird.
Das Referenzlicht wird dann an dem zweiten Spiegel 96 und
anschließend
an dem dritten Prisma 91 reflektiert, worauf es längs desselben
Strahlenganges wie das Anregungslicht weiterläuft und schließlich in
den Lichtleiter 87 eintritt.
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Das
dritte Rad 95 lässt
das Referenzlicht nur dann durch, wenn das zweite Rad 90 das
Anregungslicht durchlässt.
Während
das erste Blendenelement 84 das grüne Licht, das blaue Licht oder
das rote Licht durchlässt,
blockiert des zweite Blendenelement 92 das Anregungslicht
und das Referenzlicht. Während
das zweite Blendenelement 92 dagegen das Anregungslicht
oder das Referenzlicht durchlässt,
blockiert das erste Blendenelement 84 das grüne Licht,
das blaue Licht und das rote Licht. Nachdem das erste Blendenelement 84 das
grüne Licht,
das blaue Licht und das rote Licht jeweils einmal durchgelassen
hat, lässt
das zweite Blendenelement 92 das Anregungslicht und das
Referenzlicht jeweils einmal durch. Auf diese Weise treffen das
grüne Licht,
das blaue Licht, das rote Licht, das Anregungslicht und das Referenzlicht
nacheinander und wiederholt auf den Lichtleiter 87. Das
in den Lichtleiter 87 tretende Licht wird von diesem geführt und
auf ein Objekt ausgegeben. Das Objekt wird so nacheinander und wiederholt
mit grünem
Licht, blauem Licht, rotem Licht, Anregungslicht und Referenzlicht
bestrahlt.
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In
einem solchen Videoendoskopsystem muss die Lichtquellenvorrichtung
das grüne
Licht, das blaue Licht, das rote Licht, das Anregungslicht und das
Referenzlicht nacheinander und wiederholt in den Lichtleiter 87 einkoppeln.
Die Optik der Lichtquellenvorrichtung hat demzufolge einen komplexen Aufbau
unter Einbeziehung der oben genannten drei Prismen. Eine solch komplexe
Optik schwächt
die in den Lichtleiter 87 eintretende Lichtmenge ab. Da
die aus lebendem Gewebe resultierende Autofluoreszenzstrahlung schwach
ist, kann nur mit Anregungslicht ausreichender Intensität die für die Betrachtung erforderliche
Autofluoreszenzintensität
erreicht werden. Die herkömmliche
Lichtquellenvorrichtung ist nicht in der Lage, Anregungslicht ausreichender
Intensität
auszugeben, so dass Autofluoreszenzstrahlung mit der erforderlichen
Intensität
nicht erzeugt werden kann. Außer dem
erfordert eine komplexe Optik zusätzliche Fertigungsschritte
sowie Zeit und Mühe
für die
Ausrichtung der optischen Achsen der die Optik bildenden optischen
Elemente, wodurch die Kosten steigen.
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Aus
dem Dokument
DE 199
19 943 A1 ist ein Videoendoskopsystem mit einer ersten
Lichtquelle zum Aussenden von sichtbarem Licht sowie einer zweiten
Lichtquelle zum Aussenden von Anregungslicht zur Autofluoreszenz
bekannt. Bei diesem Videoendoskopsystem werden sowohl Bilder bei
der Bestrahlung einer Körperhöhle mit
sichtbarem Licht als auch bei der Bestrahlung der Körperhöhle mit
Autofluoreszenzlicht erfasst und ausgewertet.
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Aus
den Dokumenten
WO
00/42910 A1 und
US
5,769,792 A sind weitere Endoskopsysteme zur Autofluoreszenzuntersuchung
bekannt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Videoendoskopsystem mit einer Lichtquellenvorrichtung
anzugeben, die verschiedene Arten von Bestrahlungslicht aussenden
kann und dabei einfach aufgebaut ist.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch das Videoendoskopsystem mit den Merkmalen des
Anspruchs 1.
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Der
Aufbau nach Anspruch 1 ermöglicht
es, die Referenzbilddaten ohne separate, das Referenzlicht aussendende
Optik aus den Normalbilddaten zu erhalten. Das Videoendoskopsystem
kann so Diagnosebilddaten auf Grundlage der Referenzbilddaten mit
einer einfachen Beleuchtungsoptik erzeugen, durch die das Anregungslicht
nicht geschwächt
wird.
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Der
Umschaltmechanismus kann gegeben sein durch ein Prisma oder einen
dichroitischen Spiegel, das bzw. der den Strahlengang des sichtbaren Lichtes
mit dem des Anregungslichtes koppelt, und durch Blendenelemente,
die das sichtbare Licht und das Anregungslicht blockieren können. Alternativ kann
der Umschaltmechanismus als Umschaltspiegel ausgebildet sein, der
in den Schnittpunkt der Strahlengänge des sichtbaren Lichtes
und des Anregungslichtes und aus diesem zurückgezogen wird.
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Zur
Lösung
der vorstehend genannten Aufgabe ist ferner das Videoendoskopsystem
mit den Merkmalen des Anspruchs 2 vorgesehen.
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Der
Aufbau gemäß Anspruch
2 ermöglicht es,
das sichtbare Licht und das Anregungslicht aus einer einzigen Lichtquelle
so zu erhalten, dass das sichtbare Licht und das Anregungslicht
nacheinander und wiederholt in den Lichtleiter gelangen. Die Trennvorrichtung
kann ein dichroitischer Spiegel oder ein Prisma sein.
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Das
sichtbare Licht wird in einer vorteilhaften Weiterbildung durch
ein in den Strahlengang des sichtbaren Lichtes eingeführtes Rad
nacheinander in grünes
Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt. In diesem Fall wird
das Objekt nacheinander und wiederholt mit grünem Licht, blauem Licht, rotem
Licht und Anregungslicht bestrahlt. Die Bildaufnahmevorrichtung
wandelt dann ein Bild des Objektes, das nacheinander und wiederholt
mit dem grünen
Licht, dem blauen Licht, dem roten Licht und dem Anregungslicht
bestrahlt wird, in ein Bildsignal. Der Prozessor verarbeitet dieses
Bildsignal so, dass man Normalbilddaten und Fluoreszenzbilddaten
erhält. Der
Prozessor kann Referenzbilddaten auf Grundlage eines Bildsignals
erzeugen, das die Bildaufnahmevorrichtung erzeugt, während das
Objekt mit rotem Licht bestrahlt wird.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen
Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin
zeigen:
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1 den
schematischen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Videoendoskopsystems,
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2 eine
schematische Darstellung des optischen Aufbaus einer Lichtquellenvorrichtung,
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3 die Vorderansicht eines ersten Rades,
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4 ein
auf die Operationen der Lichtquellenvorrichtung und einer CCD bezogenes
Zeitdiagramm,
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5 den
Aufbau einer Bildsignalverarbeitungsschaltung an Hand eines Blockdiagramms,
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6 eine
Darstellung zur Erläuterung
eines Prozesses zum Erzeugen eines Diagnosebildes,
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7 eine
schematische Darstellung des Aufbaus einer Lichtquellenvorrichtung
gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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8 eine
schematische Darstellung des optischen Aufbaus einer herkömmlichen
Lichtquellenvorrichtung, und
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9 die Vorderansicht eines herkömmlichen
Rades.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Videoendoskopsystems
unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel des
Videoendoskopsystems nach der Erfindung in einer schematischen Darstellung.
Wie in 1 gezeigt, besteht das Videoendoskopsystem aus
einem Videoendoskop 1, einer externen Vorrichtung (Prozessor) 2,
einer Eingabevorrichtung 3 und einer Anzeigevorrichtung 4.
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Das
Videoendoskop hat einen Einführteil 11, der
aus einem flexiblen Rohr besteht und in den lebenden Körper eingeführt wird,
einen Bedienteil 12, der einstückig an das proximale Ende
des Einführteils 11 gekoppelt
ist, und ein flexibles Lichtleiterrohr 13, das einstückig an
den Bedienteil 12 gekoppelt und lösbar mit der externen Vorrichtung 2 verbunden ist.
Der Einführteil 11 hat
einen nicht gezeigten Biegemechanismus, der nahe der Spitze des
Einführteils 11 untergebracht
ist und gebogen wird, indem ein an dem Bedienteil 12 vorgesehenes
Rad betätigt
wird. Der Einführteil 11 hat
ein nicht gezeigtes Endstück aus
hartem Material an seinem distalen Ende. In das Endstück sind
mindestens drei Durchgangslöcher gebohrt,
von denen zwei mit einer Zerstreuungslinse bzw. einer Objektivlinse
(nicht gezeigt) versehen sind, während
das dritte als Instrumentenkanal dient. Der Bedienteil 12 hat
zusätzlich
zu dem vorstehend genannten Rad verschiedene Be dienschalter. Das Videoendoskop 1 hat
ein Lichtleitfaserbündel,
im Folgenden kurz als Lichtleiter bezeichnet, das aus einer großen Zahl
gebündelter
Multimode-Lichtleitfasern besteht.
Der Lichtleiter 14 ist so durch den Einführteil 11,
den Bedienteil 12 und das flexible Lichtleiterrohr 13 geführt, dass
seine distale Endfläche
der Zerstreuungslinse zugewandt ist. Das eine Ende des Lichtleiterrohrs 13 ist
an den Bedienteil 12 angeschlossen, während das andere Ende einen
Stecker bildet. Eine in dem Videoendoskop 1 vorgesehene Schaltung
ist an eine in der externen Vorrichtung 2 vorgesehene Schaltung
angeschlossen, wenn der Stecker des Lichtleiterrohrs 13 in
eine Buchse der externen Vorrichtung 2 gesteckt ist. Das
proximale Ende des Lichtleiters 14 ist durch ein Führungsrohr geführt, das
von einer Anschlussfläche
des Steckers hervorsteht. Ist der Stecker an die Buchse der externen
Vorrichtung 2 angeschlossen, so ist das proximale Ende
des Lichtleiters 14 in die externe Vorrichtung 2 eingeführt. Das
Videoendoskop 1 hat ferner eine ladungsgekoppelte Vorrichtung 15,
kurz CCD, als Bildaufnahmevorrichtung, die in dem Endstück untergebracht
ist. Die Bildaufnahmefläche
der CCD 15 befindet sich an einer Stelle, an der die nicht
gezeigte Objektivlinse ein Objektbild erzeugt, wenn das distale Ende
des Videoendoskops 1 dem Objekt zugewandt ist. Weiterhin
ist ein nicht gezeigtes Anregungslicht-Sperrfilter in einen Strahlengang
eingesetzt, der von der Objektivlinse zur CCD 15 führt. Das
Anregungslicht-Sperrfilter blockiert Licht eines vorbestimmten Wellenlängenspektrums,
das als lebendes Gewebe zur Autofluoreszenz veranlassendes Anregungslicht
dient. Die Objektivlinse und das Anregungslicht-Sperrfilter bilden
eine Objektivoptik. In dem Stecker des flexiblen Lichtleiterrohrs 13 ist
eine CCD-Treiberschaltung 15a eingebaut, die über eine Signalleitung
mit der CCD 15 verbunden ist.
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Die
externe Vorrichtung 2 enthält einen Lichtquellenteil 21,
eine Systemsteuerung 22, eine Zeitsteuerung 23,
eine Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 und einen Bedienfeldschalter 25.
Der Lichtquellenteil 21 ist so angeordnet, dass er der
proximalen Endfläche
des Lichtleiters 14 zugewandt ist und so Beleuchtungslicht
in diesen einkoppelt, wenn der Stecker mit der Buchse verbunden
ist. Der interne Aufbau des Lichtquellenteils 21 wird weiter
unten beschrieben. Die Systemsteuerung 22, die Zeitsteuerung 23,
die CCD-Treiberschaltung 15a und die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 bilden
eine Hauptschaltung des Prozessors. Die Sy stemsteuerung 22 ist
an den Lichtquellenteil 21, die Zeitsteuerung 23, den
Bedienfeldschalter 25 und die Eingabevorrichtung 3 angeschlossen
und steuert den Lichtquellenteil 21 und die Zeitsteuerung 23 entsprechend
Betriebszuständen,
die über
den Bedienfeldschalter 25 und die Eingabevorrichtung 3 eingestellt
werden. Die Zeitsteuerung 23 ist an den Lichtquellenteil 21 und die
Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 angeschlossen und erzeugt
Referenzsignale, die für
verschiedene, in der externen Vorrichtung 2 ausgeführte Prozesse
erforderlich sind. Die Zeitsteuerung 23 ist mit in der
Buchse vorgesehenen Anschlüssen
verbunden, die wiederum mit nicht gezeigten Anschlüssen elektrisch
verbunden sind, die in dem an die CCD-Treiberschaltung 15a angeschlossenen
Stecker vorgesehen sind. Ist der Stecker mit der Buchse verbunden,
so empfängt
die CCD-Treiberschaltung 15a das von der Zeitsteuerung 23 ausgegebene
Referenzsignal, erzeugt auf Grundlage dieses Referenzsignals ein
Treibersignal und gibt dieses an die CCD 15 aus. Die CCD 15 fängt dann
ein auf ihrer Bildaufnahmefläche
erzeugtes Bild ein und gibt ein Bildsignal gemäß dem Treibersignal aus. Die
Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 ist mit anderen in
der Buchse vorgesehenen Anschlüssen
verbunden, die wiederum mit nicht dargestellten Anschlüssen elektrisch
verbunden werden können,
die in dem an die CCD 15 angeschlossenen Stecker vorgesehen
sind. Ist der Stecker mit der Buchse verbunden, so ist die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 elektrisch
an die CCD 15 angeschlossen. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 ist
mit der Anzeigevorrichtung 4 verbunden, die ein Personalcomputer
oder ein Fernsehmonitor ist. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 empfängt das
von der Zeitsteuerung 23 ausgegebene Referenzsignal und
erhält
ein von der CCD 15 ausgegebenes Bildsignal auf Grundlage
dieses Referenzsignals. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 verarbeitet
dann das erhaltene Bildsignal in weiter unter erläuterter
Weise und lässt
es an der auf der Anzeigevorrichtung 4 darstellen.
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Im
Folgenden wird der Aufbau des Lichtquellenteils 21 der
externen Vorrichtung 2 unter Bezugnahme auf 2 erläutert. Der
Lichtquellenteil 21 enthält eine erste Lichtquelle 211 zum
Aussenden von Weißlicht
und eine zweite Lichtquelle 212 zum Aussenden von Licht,
das Komponenten eines als Anregungslicht verfügbaren Spektrums enthält. Die erste
Lichtquelle 211 bildet also eine Quelle für sicht bares
Licht, während
die zweite Lichtquelle 212 eine Quelle für Anregungslicht
bildet. Ein erstes Rad W1, ein erstes Blendenelement S1, ein Prisma 213,
eine Blende 214 und eine Kondensorlinse C sind in dieser Reihenfolge
längs des
Strahlenganges des von der ersten Lichtquelle 211 ausgesendeten
Weißlichtes angeordnet. 3 zeigt eine Vorderansicht des erstens
Rades W1. Wie in dieser Figur gezeigt, ist das erste Rad W1 eine
Scheibe, längs
deren Umfang drei Ausnehmungen ausgebildet sind. In diese Ausnehmungen
sind ein nur grünes
Licht durchlassendes Grün-Filter
W1G, ein nur blaues Licht durchlassendes Blau-Filter W1B und ein
nur rotes Licht durchlassendes Rot-Filter W1R untergebracht. Das
erste Rad W1 ist an einen nicht gezeigten Motor gekoppelt, der dieses
dreht. Das erste Rad W1 befindet sich an einer Stelle, an der die
Filter W1G, W1B und W1R während
ihrer durch den Motor verursachten Drehung nacheinander in den Strahlengang
des von der ersten Lichtquelle 211 ausgesendeten Weißlichtes
eingeführt
werden. Das von der Weißlichtquelle
als kollimiertes, d. h. paralleles Licht ausgesendete Weißlicht wird
durch die Filter W1G, W1B und W1R des ersten Rades W1 nacheinander
in grünes
Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt. Das durch die Filter
W1G, W1B und W1R gewandelte Licht läuft weiter zu dem ersten Blendenelement
S1. Das erste Blendenelement 51 ist so ausgebildet, dass
es das einfallende Licht blockieren und durchlassen kann. Das durch
das erste Blendenelement S1 tretende Licht gelangt dann zu dem Prisma 213,
auf dessen geneigter Fläche
ein UV-Reflexionsfilm aufgebracht ist, der sichtbares Licht durchlässt, während er
Anregungslicht reflektiert. Das sichtbare Licht, d. h. das grüne, Licht,
das blaue Licht und das rote Licht, das durch das Prisma 213 tritt,
läuft so
weiter zur Blende 214. Das Licht, das durch die Blende 214 auf
eine geeignete Lichtmenge eingestellt worden ist, wird durch die
Kondensorlinse C auf die proximale Endfläche des Lichtleiters 14 gebündelt.
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Dagegen
ist die zweite Lichtquelle 212 so angeordnet, dass der
Strahlengang des von ihr in kollimierter, d. h. paralleler Form
ausgesendeten Lichtes den Strahlengang des durch das erste Blendenelement
S1 tretenden Lichtes senkrecht auf der geneigten Fläche des
Prismas 213 kreuzt. Das Prisma 213 ist so angeordnet,
dass seine geneigte Fläche
jeweils um 45° gegenüber dem
Strahlengang des durch das erste Blendenelement S1 tretenden Lichtes
und gegenüber
dem Strahlengang des durch das zweite Blendenelement S2 tretenden
Lichtes geneigt ist. Ein Anregungslichtfilter 215, das
zweite Rad W2 und das zweite Blendenelement S2 sind längs des
Strahlenganges des Lichtes angeordnet, das von der zweiten Lichtquelle 212 zu
dem Prisma 213 läuft.
Aus dem von der zweiten Lichtquelle 212 ausgesendeten Licht werden
von dem Anregungslichtfilter 215 nur die Komponenten des
Anregungslichtes extrahiert und durchgelassen. Das durch das Anregungslichtfilter 215 tretende
Anregungslicht läuft
dann weiter zu dem zweiten Rad W2. Wie in 3B gezeigt,
ist das zweite Rad W2 eine Scheibe, längs deren Umfang eine fächerförmige Ausnehmung
A ausgebildet ist. In der Ausnehmung A ist ein transparentes Element
untergebracht, welches das Anregungslicht durchlässt. In dem Beispiel nach 3B erstreckt
sich die Ausnehmung A über
drei Viertel des Umfangs des zweiten Rades W2. Das zweite Rad W2
ist an einen nicht gezeigten Motor gekoppelt, der dieses dreht.
Das zweite Rad W2 ist an einer Stelle angeordnet, an der die Ausnehmung
A periodisch in den Strahlengang des Anregungslichtes eingeführt wird.
Das durch die in dem zweiten Rad W2 ausgebildete Ausnehmung A tretende
Anregungslicht läuft
dann weiter zu dem zweiten Blendenelement S2, welches das auftreffende
Anregungslicht blockieren oder durchlassen kann. Das durch das zweite
Blendenelement S2 tretende Anregungslicht wird dann an dem Prisma 213 reflektiert
und läuft
anschließend
längs desselben
Strahlenganges wie das grüne,
das blaue und das rote Licht und gelangt schließlich in den Lichtleiter 14.
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Die
an die Räder
W1 und W2 gekoppelten Motoren sowie die Blendenelemente S1 und S2
sind über
nicht gezeigte Signalleitungen an die Zeitsteuerung 23 angeschlossen.
Die Räder
W1 und W2 sowie die Blendenelemente S1 und S2 werden auf Grundlage
des von der Zeitsteuerung 23 ausgegebenen Referenzsignals
betrieben. Die Blendenelemente S1 und S2 bilden einen Umschaltmechanismus. 4 zeigt
ein Zeitdiagramm mit der zeitlichen Steuerung, d. h. dem Timing,
nach dem der Lichtquellenteil 21 und die CCD 15 arbeiten.
Die Räder
W1 und W2 des Lichtquellenteils 21 rotieren mit konstanter
Winkelgeschwindigkeit. Während
das erste Rad W1 eine Umdrehung vornimmt, werden die Filter W1G,
W1B und W1R nacheinander in den Strahlengang des von der ersten
Lichtquelle 211 ausgesendeten Weißlichtes eingeführt, so
dass das Weißlicht
nacheinander in grünes
Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt wird, das dann zu
dem ersten Blendenelement S1 weiterläuft. Während das erste Rad W1 eine
Umdrehung vollzieht, dreht sich auch das zweite Rad W2 synchron
zu dem ersten Rad W1 einmal. Während das
zweite Rad W2 eine Umdrehung vollzieht, wird seine Ausnehmung A
einmal in den Strahlengang des von dem Anregungslichtfilter 215 durchgelassenen
Anregungslichtes eingeführt,
so dass das Anregungslicht nur für
eine vorbestimmte Zeit, die kürzer als
eine Umdrehung des zweiten Rades W2 ist, durch die in dem zweiten
Rad W2 ausgebildete Ausnehmung A tritt, um zu dem zweiten Blendenelement
S2 weiterzulaufen. Da also das zweite Rad W2 eine Umdrehung vollzieht,
während
auch das erste Rad W1 einmal rotiert, gelangen das grüne, das
blaue und das rote Licht nacheinander zu dem ersten Blendenelement
S1, während
das Anregungslicht einmal zu dem zweiten Blendenelement S2 gelangt.
Die Blendenelemente S1 und S2 lassen das Licht jeweils während der
in 4 mit ”Durchtritt” bezeichneten Zeit
durch, während
sie es während
der mit ”Sperre” bezeichneten
Zeit blockieren. Diese Durchtritts- und Sperrzeiten entsprechen
insgesamt, d. h. in der Summe, der Zeit, während der die Räder W1 und
W2 eine Umdrehung vollziehen. Während
das erste Blendenelement S1 Licht durchlässt, blockiert das zweite Blendenelement
S2 Licht, so dass das grüne,
das blaue und das rote Licht jeweils einmal durch das erste Blendenelement
S1 treten. Während
dagegen das erste Blendenelement S1 Licht blockiert, lässt das zweite
Blendenelement S2 das Anregungslicht durch. Während also die Räder W1 und
W2 zweimal rotieren, gelangen das grüne Licht, das blaue Licht, das
rote Licht und das Anregungslicht nacheinander jeweils einmal in
den Lichtleiter 14. Das in den Lichtleiter 14 gelangte
Licht wird von diesem geführt
und über
die nicht gezeigte Zerstreuungslinse, die sich an dem Endstück des Videoendoskops 1 befindet,
auf das Objekt projiziert. Das Objekt wird so nacheinander und wiederholt
mit dem grünen
Licht, dem blauen Licht, dem roten Licht und dem Anregungslicht
bestrahlt.
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Wird
das Objekt mit grünem
Licht beleuchtet, so erzeugt die nicht gezeigte Objektivlinse aus
dem grünen
Licht ein Objektbild in oder nahe der Bildaufnahmefläche der
CCD 15. Die Zeit, während
der das Objekt mit dem grünen
Licht beleuchtet wird, entspricht einer auf die CCD 15 bezogenen
Zeit der ”G-Anhäufung” (vgl. 4).
Die in der CCD 15 während
der Zeit der ”G-Anhäufung” angesammelten
Ladungen werden während
einer Zeit des ”G-Transfers”, die unmittelbar
auf die Zeit der ”G-Anhäufung” folgt,
als G-Bildsignal an die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 übertragen.
Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 erzeugt Bilddaten
(G-Bilddaten), die ein Objektbild auf Grundlage des grünen Lichtes angeben.
Wird das Objekt mit blauem Licht beleuchtet, so erzeugt die Objektivlinse
in oder nahe der Bildaufnahmefläche
der CCD 15 ein Objektbild aus dem blauen Licht. Die Zeit,
während
der das Objekt mit dem blauen Licht beleuchtet wird, entspricht
einer auf die CCD 15 bezogenen Zeit der ”B-Anhäufung”. Die in
der Zeit der ”B-Anhäufung” in der
CCD 15 angesammelten Ladungen werden in einer Zeit des ”B-Transfers”, die unmittelbar
auf die Zeit der ”B-Anhäufung” folgt,
als B-Bildsignal
an die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 übertragen.
Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 erzeugt dann Bilddaten (B-Bilddaten),
die ein Objektbild auf Grundlage des blauen Lichtes angeben. Wird
das Objekt mit dem roten Licht beleuchtet, so erzeugt die Objektivlinse
in oder nahe der Bildaufnahmefläche
der CCD 15 ein Objektbild aus dem roten Licht. Die Zeit,
während
der das Objekt mit dem roten Licht beleuchtet wird, entspricht einer
auf die CCD 15 bezogenen Zeit der ”R-Anhäufung”. Die in der CCD 15 während der
Zeit der ”R-Anhäufung” angesammelten
Ladungen werden in einer Zeit des ”R-Transfers”, die unmittelbar auf
die Zeit der ”R-Anhäufung” folgt,
als R-Bildsignal an die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 übertragen.
Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 erzeugt dann Bilddaten
(R-Bilddaten), die ein Objektbild auf Grundlage des roten Lichtes
angeben. Wird dagegen das Objekt mit dem Anregungslicht bestrahlt,
so sendet es Autofluoreszenzstrahlung aus. Wird das Objekt mit dem
Anregungslicht bestrahlt, so treffen das an dem Objekt reflektierte
Anregungslicht und die von dem Objekt ausgesendete Autofluoreszenzstrahlung
auf die Objektivlinse. Da jedoch das Anregungslicht durch das nicht
gezeigte Anregungslicht-Sperrfilter blockiert wird, wird in oder
nahe der Bildaufnahmefläche
der CCD 15 ein Objektbild nur aus der Autofluoreszenzstrahlung
erzeugt. Die Zeit, während
der das Objekt mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, entspricht
einer auf die CCD 15 bezogenen Zeit der ”F-Anhäufung”. Die in
der CCD 15 während
der Zeit der ”F-Anhäufung” angesammelten
Ladungen werden in einer Zeit des ”F-Transfers”, die unmittelbar
auf die Zeit der ”F-Anhäufung” folgt,
als F-Bildsignal an die Bildsignalverarbeitungs schaltung 24 übertragen.
Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 erzeugt dann Bilddaten
(F-Bilddaten), die ein Objektbild auf Grundlage der Autofluoreszenzstrahlung angeben.
Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 erzeugt also nacheinander
und wiederholt G-Bilddaten, B-Bilddaten, R-Bilddaten und F-Bilddaten.
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Im
Folgenden werden die Einzelheiten der Bildverarbeitung erläutert, die
von der Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 vorgenommen
wird. 5 zeigt den Aufbau der Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 an
Hand eines Blockdiagramms. Wie in dieser Figur gezeigt, hat die
Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 einen A/D-Wandler 241,
einen Normalbildspeicher 242, einen Fluoreszenzbildspeicher 243 und
einen Bildvergleicher 244. Der A/D-Wandler 241 ist
an die CCD 15, den Normalbildspeicher 242 und den
Fluoreszenzbildspeicher 243 angeschlossen. Der A/D-Wandler 241 empfängt nacheinander
das G-, das B-, das R- und das F-Bildsignal,
die von der CCD 15 ausgegeben werden, nimmt an diesen eine Analog-Digital-Wandlung
vor und gibt die gewandelten G-, B-, R- und F-Bilddaten nacheinander
aus. Alternativ können
die von der CCD 15 ausgegebenen Bildsignale dem A/D-Wandler 241 nach
einer Verstärkung
zugeführt
werden. Der Normalbildspeicher 242 hat Speicherbereiche
entsprechend den jeweiligen RGB-Farben
jedes auf einem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 4 darzustellenden
Pixels. Dagegen hat der Fluoreszenzbildspeicher 243 Speicherbereiche
entsprechend den auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 4 darzustellenden
Pixel. Der Normalbildspeicher 242 kann also Farbbilddaten
speichern, während
der Fluoreszenzbildspeicher 243 Monochrombilddaten speichern
kann. Der Normalbildspeicher 242 und der Fluoreszenzbildspeicher 243 sind jeweils
an die Zeitsteuerung 23 angeschlossen. Während der
A/D-Wandler 241 die G, B- und R-Bilddaten an den Normalbildspeicher 242 ausgibt,
wird die jeweilige Farbe der Bilddaten in den entsprechenden Speicherbereichen
in dem Normalbildspeicher 242 gespeichert, um die das Objekt
darstellenden Farbbilddaten (Normalbilddaten) zu erzeugen. Gibt der
A/D-Wandler 241 dagegen die F-Bilddaten aus, so empfängt der
Fluoreszenzbildspeicher 243 diese Daten und speichert sie
als Monochrombilddaten (Fluoreszenzbilddaten), die das Objekt auf
Grundlage der Autofluoreszenzstrahlung darstellen. Der Bildvergleicher 244,
der an den Normalbildspeicher 242, den Fluoreszenzbildspeicher 243 und
eine Bildmischschaltung 245 angeschlossen ist, empfängt die F-Bilddaten
von dem Fluoreszenzbildspeicher 243 und extrahiert nur
die R-Bilddaten aus den in dem Normalbildspeicher 242 gespeicherten
Normalbilddaten. Der Bildvergleicher 244 subtrahiert die
R-Bilddaten von
den F-Bilddaten und gibt so Bilddaten aus, die im folgenden als
spezifische Bilddaten bezeichnet werden. Die R-Bilddaten entsprechen
den das Objekt auf Grundlage des roten Lichtes darzustellenden Monochrombilddaten
und so den Referenzbilddaten. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 enthält die Bildmischschaltung 245,
einen D/A-Wandler 246 und einen Codierer 247,
die jeweils an die Zeitsteuerung 23 angeschlossen sind.
Die Bildmischschaltung 245 ist an den Normalbildspeicher 242 und den
Bildvergleicher 244 angeschlossen. Die Bildmischschaltung 245 kombiniert
die von dem Normalbildspeicher 242 ausgegebenen Normalbilddaten
mit den von dem Bildvergleicher 244 ausgegebenen spezifischen
Bilddaten, um so Diagnosebilddaten zu erzeugen. Der D/A-Wandler 246 ist
an die Bildmischschaltung 245 und den Codierer 247 angeschlossen. Der
Codierer 247 ist wiederum mit der Anzeigevorrichtung 4 verbunden.
Die von der Bildmischschaltung 245 ausgegebenen Diagnosebilddaten
werden dann von dem D/A-Wandler 246 einer Digital-Analog-Wandlung
unterzogen, und der Codierer 247 fügt den gewandelten analogen
Diagnosebilddaten ein Signal hinzu, das für die Bilddarstellung auf der
Anzeigevorrichtung 4 benötigt wird. Das von dem Codierer 247 ausgegebene
Diagnosebildsignal wird an die Anzeigevorrichtung 4 übertragen,
wodurch auf deren Bildschirm ein Diagnosebild als bewegtes Bild dargestellt
wird.
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Der
Prozess zum Erzeugen eines Diagnosebildes, der von dem Bildvergleicher 244 und
der Bildmischschaltung 245 durchgeführt wird, wird im Folgenden
an Hand der 6 beschrieben. 6A zeigt
ein Beispiel für
ein Fluoreszenzbild, das aus den in dem Fluoreszenzbildspeicher 243 gespeicherten
Fluoreszenzbilddaten resultiert. Dieses Fluoreszenzbild wird eingefangen,
wenn das distale Ende des Videoendoskops 1 einem Lumen
im Inneren des lebenden Körpers
zugewandt ist. In diesem Fluoreszenzbild ist das Innere des Lumens
mit P, eine aus dem Instrumentenkanal herausragende Zange mit Q, deren
Schatten mit Q' und
eine erkrankte Stelle mit T bezeichnet, wobei die Teile P, Q, Q' und T sämtlich dunkel
sind. 6B zeigt ein zugleich eingefangenes
Referenzbild, das aus den R-Bilddaten, d. h. den Referenzbilddaten
resultiert. die aus den Normalbilddaten extrahiert sind. In diesem
Referenzbild sind das Innere P des Lumens, die Zange Q und deren Schatten
Q' dunkel, die erkrankte
Stelle T jedoch nicht dunkel. Der Bildvergleicher 244 subtrahiert
den Luminanzwert jedes Pixels der Referenzbilddaten von dem Luminanzwert
des entsprechenden Pixels der Fluoreszenzdaten nach Ausführen eines
vorbestimmten Prozesses, um so Monochrombilddaten, d. h. spezifische
Bilddaten zu erzeugen, die nur die erkrankte Stelle T enthalten. 6C zeigt ein spezifisches Bild, das aus
den spezifischen Bilddaten resultiert. Die Bildmischschaltung 245 kombiniert
die in dem Normalbildspeicher 242 gespeicherten Normalbilddaten
und die von dem Bildvergleicher 244 erzeugten spezifischen
Bilddaten, um so Diagnosebilddaten zu erzeugen. 6E zeigt
ein Diagnosebild, das aus diesen Diagnosebilddaten erzeugt worden ist.
Die Bildmischschaltung 245 überlagert also das in 6C gezeigte spezifische Bild dem in 6D gezeigten Normalbild, um so das in 6E gezeigte Diagnosebild zu erzeugen.
Um dieses Kombinieren oder Überlagern
zu realisieren, setzt die Bildmischschaltung 245 den Luminanzwert
eines Pixels in den Normalbilddaten, das der in dem spezifischen
Bild enthaltenen erkrankten Stelle T entspricht, auf einen Luminanzwert,
der eine bestimmte Primärfarbe,
z. B. Blau darstellt. In dem Diagnosebild ist also die erkrankte
Stelle T in einer bestimmten Farbe dargestellt, die einem Farbbild
des Objektes überlagert
ist. Die Bedienperson kann dieses Diagnosebild betrachten und so
leicht die Form und die Position der erkrankte Stelle T erkennen.
Das Diagnosebild und das Normalbild können auf dem Bildschirm der
Anzeigevorrichtung 4 nebeneinander dargestellt werden.
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Wie
oben erläutert,
nutzt das beschriebene Videoendoskopsystem die R-Bildsignalkomponenten in den Normalbilddaten
als Referenzbilddaten, die wiederum zur Erzeugung der Diagnosebilddaten
verwendet werden. Der Lichtquellenteil 21 sendet wiederholt
das grüne
Licht, das blaue Licht, das rote Licht und das Anregungslicht aus,
um die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 in die Lage
zu versetzen, Diagnosebilddaten für ein bewegtes Bild zu erzeugen.
Da rotes Licht von lebendem Gewebe und Blut weniger absorbiert wird
als blaues oder grünes
Licht, sind die R-Bildsignalkomponenten in den Normalbilddaten unbeeinflusst
von lebendem Gewebe oder Blut und so als Referenzbilddaten geeignet.
Da es weiterhin nicht erforderlich ist, dass der Lichtquellenteil 21 Referenzlicht
lediglich zum Zwecke der Erzeugung eines Referenzbildes aussendet,
ist die Optik des Lichtquellenteils 21 gegenüber dem
Stand der Technik vereinfacht. So läuft das Anregungslicht bei
dem bekannten System nach 8 über die
drei Prismen 85, 88 und 89 zu dem Lichtleiter 87,
während
das Anregungslicht in dem in 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel
durch das einzige Prisma 213 zu dem Lichtleiter 14 läuft. In
diesem Ausführungsbeispiel
ist deshalb die Anregungslichtmenge weniger stark abgeschwächt als
im Stand der Technik. Das beschriebene Videoendoskopsystem kann
so das Objekt mit intensiverem Anregungslicht bestrahlen. Da demzufolge
das Objekt Autofluoreszenzstrahlung ausreichender Intensität abgibt,
erzeugt das beschriebene Videoendoskopsystem klare Fluoreszenz-
und Diagnosebilder. Der vereinfachte Aufbau des Lichtquellenteils 21 führt ferner
zu einer Verringerung der Zahl der benötigten Teile sowie der Zahl
der für
die Fertigung erforderlichen Montageschritte. Außerdem vereinfacht er die Einstellung
der optischen Achsen der optischen Elemente und senkt die Fertigungskosten.
Wie in 3B gezeigt, erstreckt sich die
in dem zweiten Rad W2 des Lichtquellenteils 21 ausgebildete
Ausnehmung A länger
längs des
Umfangs als die in dem zweiten Rad 90 des bekannten Systems
nach 9B ausgebildete Ausnehmung. Vergleicht man die
beiden Räder
W2 und 90 unter der Annahme gleicher Rotationsgeschwindigkeit,
so stellt man fest, dass die Dauer, während der das Anregungslicht durch
das Rad W2 gemäß erläutertem
Ausführungsbeispiel
tritt, länger
ist, als die für
das herkömmliche Rad 90.
Die Zeit (Zeit der ”F-Anhäufung”), während der
die Autofluoreszenzstrahlung in der CCD 15 gesammelt wird,
ist deshalb in dem erläuterten
Ausführungsbeispiel
länger
als im Stand der Technik. Die längere
Zeit der ”F-Anhäufung” führt zu klaren
Fluoreszenz- und Diagnosebildern.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Videoendoskopsystems
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch den Aufbau
des mit 51 bezeichneten Lichtquellenteils der externen
Vorrichtung 2. 7 zeigt den Aufbau des Lichtquellenteils 51 in
schematischer Darstellung. Wie dort gezeigt, hat der Lichtquellenteil 51 eine Lichtquelle 511 zum
Aussenden von kollimiertem, d. h. parallelem Licht, das Komponenten
des sichtbaren Spektrums und eines als Anregungslicht nutzbaren Spektrums
enthält.
Der Lichtquellenteil 51 hat ferner einen dichroitischen
Spiegel 512, der in dem Strahlengang des von der Lichtquelle 511 ausgesendeten Strahlenganges
angeordnet ist. Der dichroitische Spiegel 512 lässt nur
die Komponenten des sichtbaren Spektrums, die in dem von der Lichtquelle 511 ausgesendeten
Licht enthalten sind, als Weißlicht durch,
während
er die Komponenten des als Anregungslicht nutzbaren Spektrums reflektiert.
Das an dem dichroitischen Spiegel 512 reflektierte Anregungslicht
läuft in
eine vorbestimmte Richtung senkrecht zum Weg des von dem dichroitischen
Spiegel 512 durchgelassenen Weißlichtes weiter. Der dichroitische
Spiegel 512 bildet eine Trennvorrichtung.
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Ein
erstes Rad W1, ein erstes Blendenelement S1, ein Prisma 513,
eine Blende 514 und eine Kondensorlinse C sind in dieser
Reihenfolge längs des
Strahlenganges des durch den dichroitischen Spiegel 512 tretenden
Weißlichtes
angeordnet. Das erste Rad W1 und das erste Blendenelement 51 sind die
gleichen Komponenten wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Das in das
erste Rad W1 gelangende Weißlicht
wird so nacheinander und wiederholt in grünes Licht, blaues Licht und
rotes Licht gewandelt, welches dann jeweils zum ersten Blendenelement
S1 weiterläuft.
Das grüne,
das blaue und das rote Licht laufen nur in der Zeit zu dem Prisma 513,
während der
das erste Blendenelement S1 das auftreffende Licht durchlässt. Auf
der geneigten Fläche
des Prismas 513 ist ein UV-Reflexionsfilm aufgebracht, der sichtbares
Licht durchlässt,
während
er Anregungslicht reflektiert. Das sichtbare Licht, d. h. das grüne, das
blaue und das rote Licht, welches in das Prisma 513 gelangt,
wird von diesem durchgelassen und läuft weiter zu der Blende 514.
Die Blende 514 stellt die einfallende Menge an grünem Licht,
blauem Licht und rotem Licht auf einen geeigneten Wert ein. Das grüne, das
blaue und das rote Licht werden dann durch die Kondensorlinse C
auf die proximale Endfläche
des Lichtleiters 14 gebündelt.
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In
dem Strahlengang des an dem dichroitischen Spiegel 512 reflektierten
Anregungslichtes ist ein erster Spiegel 515 angeordnet.
Der erste Spiegel 515 reflektiert das auftreffende Anregungslicht
so, dass dieses parallel zu dem von dem dichroitischen Spiegel 512 durchgelassenen
Weißlicht
in der gleichen Richtung wie dieses weiterläuft. Das zweite Rad W2 und
der zweite Spiegel 516 sind in dieser Reihenfolge in dem
Strahlengang des an dem ersten Spiegel 515 reflektierten
Anregungslichtes angeordnet. Das zweite Rad W2 ist das gleiche wie
in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das durch die Ausnehmung in dem zweiten Rad W2 tretende Anregungslicht
läuft so
weiter auf den zweiten Spiegel 516, der das auftreffende
Anregungslicht so reflektiert, dass der Strahlengang des reflektierten
Anregungslichtes an der geneigten Fläche des Prismas 513 den
Strahlengang des durch das erste Blendenelement 51 tretenden
grünen,
blauen und roten Lichtes senkrecht kreuzt. Das zweite Blendenelement
S2 ist in dem Strahlengang zwischen dem zweiten Spiegel 516 und
dem Prisma 513 angeordnet. Das zweite Blendenelement S2
ist das gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Das durch das
zweite Blendenelement S2 tretende Anregungslicht wird an dem Prisma 513 reflektiert
und läuft
anschließend
durch denselben Strahlengang wie das grüne, das blaue und das rote
Licht, worauf es schließlich
in den Lichtleiter 14 gelangt.
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Die
Räder W1,
W2 und die Blendenelemente S1, S2 arbeiten in der gleichen Weise
wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Folglich gelangen das grüne
Licht, das blaue Licht, das rote Licht und das Anregungslicht nacheinander
und wiederholt in den Lichtleiter 14. In dem Videoendoskopsystem
des zweiten Ausführungsbeispiels
werden Diagnosebilder in der gleichen Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel
erzeugt und dargestellt.
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Der
Lichtquellenteil 51, der in dem Videoendoskopsystem des
zweiten Ausführungsbeispiels eingesetzt
wird, hat nur eine Lichtquelle 511. Der Lichtquellenteil 51 ist
somit einfacher aufgebaut als derjenige, der eine Quelle für Anregungslicht
sowie eine Quelle für
sichtbares Licht enthält.
Dadurch kann die Zahl der benötigten
Teile sowie die Zahl der für
die Fertigung erforderlichen Montageschritte verringert sowie die
Einstellung der optischen Achsen der optischen Elemente vereinfacht
werden. Dies senkt die Fertigungskosten.
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Das
Videoendoskopsystem nach der Erfindung, das wie oben erläutert aufgebaut
ist, hat in dem Lichtquellenteil ein vereinfachtes Strahlengangsystem
zum Aussenden von sichtbarem Licht und Anregungslicht, um bewegte
Diagnosebilder zu erhalten. Mit dem beschriebenen System kann das
Objekt mit ausreichender Lichtintensität und ohne signifikante Lichtschwächung in
dem Strahlengangsystem mit sichtbarem Licht und Anregungslicht bestrahlt
werden, wodurch man klare bewegte Diagnosebilder des Objektes erhält.