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Title:
MEDICAL IMAGING APPARATUS, IN PARTICULAR AN ENDOSCOPE, EXOSCOPE AND/OR LAPAROSCOPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/117662
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a medical imaging apparatus, in particular an endoscope, exoscope and/or laparoscope, comprising: a light source for illuminating a region to be viewed, an optical system, and an image-capturing device for capturing image information relating to the region to be viewed; wherein the light source has a first excitation spectrum and a second excitation spectrum and the optical system has a filter device having a filter spectrum, and the optical system supplies the image information relating to the region to be viewed, which is illuminated by the relevant excitation spectrum, to the image capturing device in a manner filtered by the filter spectrum; wherein the light source, the image capturing device and/or the optical system are or is designed to be exchangeable with one another by means of an exchange device in order to create different operating modes; wherein the first excitation spectrum is emitted in a first test step and the second excitation spectrum is emitted in a subsequent second test step, and, for the relevant test step, the test unit carries out a comparison of the spectral distribution of the filtered image information with a reference spectral distribution such that correctly paired allocation of the relevant image capturing device to the relevant optical system and/or to the relevant light source is confirmed for the relevant test steps when the spectral distribution is consistent with the reference spectral distribution.

Inventors:
KÖHLER BENEDIKT (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/086059
Publication Date:
June 29, 2023
Filing Date:
December 15, 2022
Export Citation:
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Assignee:
STORZ KARL SE & CO KG (DK)
International Classes:
A61B1/00; A61B1/04; A61B1/06; G02B23/24; H04N17/00
Foreign References:
DE102009058662A12011-06-22
DE102009058663A12011-06-22
DE102014109888A12016-01-21
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Claims:
Patentansprüche:

1. Medizinische Bildgebungsvorrichtung (101), insbesondere Endoskop, Exoskop und/oder Laparoskop, mit einer Lichtquelle (135, 235, 345, 255) zum Beleuchten eines Betrachtungsbereiches (160), einer Optik (131, 231, 241, 251) und einer Bildaufnahmeeinrichtung (115) zum Aufnehmen einer Bildinformation des Betrachtungsbereiches (160), wobei die Lichtquelle (135, 235, 345, 255) ein erstes Anregungsspektrum (411) und ein zweites Anregungsspektrum (412) und die Optik (131) eine Filtereinrichtung (137) mit einem Filterspektrum aufweist und die Optik (131) der Bildaufnahmeeinrichtung (115) die Bildinformation des mit dem jeweiligen Anregungsspektrum (411, 412) beleuchteten Betrachtungsbereiches (160) mittels des Filterspektrums gefiltert zuleitet, sodass mittels einer Auswerteeinheit (119) anhand einer Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation physiologische Parameter des Betrachtungsbereiches (160) bestimmbar sind und wobei die Lichtquelle (135, 235, 345, 255), die Bildaufnahmeeinrichtung (115) und/oder die Optik (131, 231, 241, 251) zum Einrichten unterschiedlicher Betriebsmodi mittels einer Wechseleinrichtung (117) miteinander wechselbar ausgestaltet ist oder sind und die Auswerteeinheit (119) eine Prüfeinheit (119) aufweist und mittels der Prüfeinheit (119) ein Abgleich der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anregungsspektrum (411) in einem ersten Prüfschritt und das zweite Anregungsspektrum (412) in einem nachfolgenden zweiten Prüfschritt von der Lichtquelle (135, 235, 345, 255) ausgesandt ist und mittels der Prüfeinheit (119) ein Abgleich der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung für den jeweiligen Prüfschritt durchgeführt wird, sodass ein paarungsrichtiges Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung (115) zur jeweiligen Optik (131, 231, 241, 251) und/oder zur jeweiligen Lichtquelle (135, 235, 345, 255) bei einer Übereinstimmung der Spektralverteilung mit der Referenzspektralverteilung für die jeweiligen Prüfschritte bestätigt ist. 2. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (135, 235, 345, 255) ein drittes Anregungsspektrum (413), ein viertes Anregungsspektrum (414) und/oder ein weiteres Anregungsspektrum (415, 416, 417, 418, 419, 420, 421, 422, 423) aufweist, wobei nach dem zweiten Prüfschritt das dritte Anregungsspektrum (413) in einem nachfolgenden dritten Prüfschritt, das vierte Anregungsspektrum (414) in einem nachfolgenden vierten Prüfschritt und/oder das weitere Anregungsspektrum (415, 416, 417, 418, 419, 420, 421, 422, 423) in einem nachfolgenden weiteren Prüfschritt von der Lichtquelle (135, 235, 345, 255) ausgesandt werden und mittels der Prüfeinheit (119) ein Abgleich der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung für den jeweiligen Prüfschritt durchgeführt wird, sodass ein paarungsrichtiges Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung (115) zur jeweiligen Optik (131, 231, 241, 251) und/oder zur jeweiligen Lichtquelle (135, 235, 345, 255) bei einer Übereinstimmung der Spektralverteilung mit der Referenzspektralverteilung für die jeweiligen Prüfschritte bestätigt ist. 3. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (135, 235, 345, 255) eine erste Teillichtquelle, eine zweite Teillichtquelle, eine dritte Teillichtquelle und/oder eine weitere Teillichtquelle aufweist, wobei die erste Teillichtquelle das erste Anregungsspektrum (411), die zweite Teillichtquelle das zweite Anregungsspektrum

(412), die dritte Teillichtquelle das dritte Anregungsspektrum (413) und/oder die weitere Teillichtquelle das weitere Anregungsspektrum (415, 416, 417, 418, 419, 420, 421, 422, 423) aufweist. 4. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Teillichtquellen LEDs sind. 5. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformation eine erste Teilbildinformation, eine zweite Teilbildinformation, eine dritte Teilbildinformation und/oder eine weitere Teilbildinformation aufweist, sodass ein paarungsrichtiges Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung zur jeweiligen Optik (131, 231, 241, 251) und/oder zur jeweiligen Lichtquelle (135, 235, 345, 255) bei einer Übereinstimmung der Spektralverteilung mit der Referenzspektralverteilung anhand der jeweiligen Teilbildinformation bestätigt ist. 6. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anregungsspektrum (411), das zweite Anregungsspektrum (412), das dritte Anregungsspektrum

(413) und/oder das weitere Anregungsspektrum (415, 416, 417, 418, 419, 420, 421, 422, 423) korrespondierend zum Filterspektrum der Filtereinrichtung der jeweiligen Optik (131, 231, 241, 251) und/oder korrespondierend zu einem

Aufnahmespektrum der Bildaufnahmeeinrichtung (115) ausgebildet ist oder sind.

7. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung (115), der jeweiligen Lichtquelle (135, 235, 345, 255) und/oder der jeweiligen Optik (131, 231, 241, 251) ein Informationsträger zugeordnet ist, wobei der Informationsträger eine Identitätsinformation aufweist und die Identitätsinformation mittels der Prüfeinheit (119), insbesondere kontaktlos, auslesbar ist, sodass mittels eines Vergleiches der Identitätsinformation mit einer Referenzinformation die paarungsrichtige Zuordnung der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung mit der jeweiligen Lichtquelle (135, 235, 345, 255) und/oder mit der jeweiligen Optik (131, 231, 241, 251) feststellbar ist. 8. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger ein Barcode, ein magnetischer Chip oder ein elektromagnetischer Chip, insbesondere ein RFID-Chip, ist. 9. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich und/oder der Vergleich anhand einer Veränderung eines insbesondere kontinuierlich mittels der Auswerteeinheit überprüften Vergleichsoperators initiiert ist, wobei der Vergleichsoperator insbesondere eine Repräsentanz einer natürlichen Beleuchtung, eine Repräsentanz einer Referenzkennung und/oder eine Repräsentanz eines zeitlichen Ablaufes ist. 10. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich und/oder der Vergleich mittels eines Einwirkens

(120) eines Bedieners auf die Auswerteeinheit (119) und/oder auf die Prüfeinheit (119), insbesondere mittels eines Auslösens eines Bedienvorgangs (120), initiiert ist, insbesondere mittels eines Auslösens einer Inbetriebnahme, des Einrichtens unterschiedlicher Betriebsmodi, eines Auslösens eines Bildabgleichs, und/oder eines Auslösens einer Systemprüfung. 11. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem paarungsfalschen Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung (115), der jeweiligen Lichtquelle (135, 235, 345, 255) und/oder der jeweiligen Optik (131, 231, 241, 251) mittels einer Ausgabeeinrichtung (123) ein Fehlersignal ausgebbar ist, wobei insbesondere die Inbetriebnahme, das Einrichten unterschiedlicher Betriebsmodi, der Bildabgleich und/oder die Systemprüfung mittels eines Einwirkens des Fehlersignals auf die Auswerteeinheit unterbrechbar ist. 12. Medizinische Bildgebungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem paarungsfalschen Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung (115), der jeweiligen Lichtquelle (135, 235, 345, 255) und/oder der jeweiligen Optik (131, 231, 241, 251) mittels der Ausgabeeinrichtung (123) eine Korrekturinformation (125), insbesondere eine Korrekturinformation an einen Bediener, ausgebbar ist.

Description:
Medizinische Bildgebungsvorrichtung, insbesondere Endoskop, Exoskop und/oder Laparoskop

[01] Die Erfindung betrifft eine medizinische Bildgebungsvorrichtung, insbesondere ein Endoskop, ein Exoskop und/oder ein Laparoskop, mit einer Lichtquelle zum Beleuchten eines Betrachtungsbereiches, einer Optik und einer Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer Bildinformation des Betrachtungsbereiches, wobei die Lichtquelle ein erstes Anregungsspektrum und ein zweites Anregungsspektrum und die Optik eine Filtereinrichtung mit einem Filterspektrum aufweist und die Optik der Bildaufnahmeeinrichtung die Bildinformation des mit dem jeweiligen Anregungsspektrum beleuchteten Betrachtungsbereiches mittels des Filterspektrums gefiltert zuleitet, sodass mittels einer Auswerteeinheit anhand einer Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation physiologische Parameter des Betrachtungsbereiches bestimmbar sind und wobei die Lichtquelle, die Bildaufnahmeeinrichtung und/oder die Optik zum Einrichten unterschiedlicher Betriebsmodi mittels einer Wechseleinrichtung miteinander wechselbar ausgestaltet ist oder sind und die Auswerteeinheit eine Prüfeinheit aufweist und mittels der Prüfeinheit ein Abgleich der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung durchgeführt wird.

[02] Bei bisher bekannten, modular aufgebauten medizinischen Bildgebungssystemen ist es möglich, verschiedene Endoskop-Optiken, Exoskop-Optiken, Laparoskop- Optiken und beispielsweise auch verschiedene Lichtquellen jeweils zu kombinieren. Insbesondere Bildgebungsvorrichtungen, welche für eine spektralanalytische Bildgebung, wie beispielsweise eine Fluoreszenzbildgebung, eine Hyperspektralbildgebung oder eine Multispektralbilgebung, genutzt werden, sind dabei anfällig für falsche Kombinationen von Einzelkomponenten. Eine richtige Kombination von Einzelkomponenten ist Voraussetzung für eine korrekte Funktion, da insbesondere Anregungswellenlängen und entsprechende Filter in Form von Beobachtungsfiltern aufeinander abgestimmt sein müssen. Bei einer falschen Kombination entsprechender Einzelkomponenten ist eine Nichtfunktion oder eine noch kritischere Fehlfunktion mit beispielsweise einer Ausgabe von falschen Bildinformationen bei der Untersuchung eines Patienten möglich.

[03] Zu Detektion eventueller Fehlkombinationen von Einzelkomponenten sind dabei unterschiedliche Systeme bekannt, welche jedoch stets aufwändige Systemkomponenten oder zusätzliche Prüfeinrichtungen aufweisen müssen. Damit sind bekannte Vorrichtungen kompliziert und teuer im Aufbau oder auch in der Anwendung, sofern sie denn überhaupt genutzt werden.

[04] Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.

[05] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine medizinische Bildgebungsvorrichtung, insbesondere ein Endoskop, ein Exoskop und/oder ein Laparoskop, mit einer Lichtquelle zum Beleuchten eines Betrachtungsbereiches, einer Optik und einer Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer Bildinformation des Betrachtungsbereiches, wobei die Lichtquelle ein erstes Anregungsspektrum und ein zweites Anregungsspektrum und die Optik eine Filtereinrichtung mit einem Filterspektrum aufweist, und die Optik der Bildaufnahmeeinrichtung die Bildinformation des mit dem jeweiligen Anregungsspektrum beleuchteten Betrachtungsbereiches mittels des Filterspektrums gefiltert zuleitet, sodass mittels einer Auswerteeinheit anhand einer Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation physiologische Parameter des Betrachtungsbereichs bestimmbar sind und wobei die Lichtquelle, die Bildaufnahmeeinrichtung und/oder die Optik zum Einrichten unterschiedlicher Betriebsmodi mittels einer Wechseleinrichtung miteinander wechselbar ausgestaltet ist oder sind und die Auswerteeinheit eine Prüfeinheit aufweist und mittels der Prüfeinheit ein Abgleich der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung durchgeführt wird, wobei das erste Anregungsspektrum in einem ersten Prüfschritt und das zweite Anregungsspektrum in einem nachfolgenden zweiten Prüfschritt von der Lichtquelle ausgesandt ist und mittels der Prüfeinheit ein Abgleich der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung für den jeweiligen Prüfschritt durchgeführt wird, sodass ein paarungsrichtiges Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung zur jeweiligen Optik und/oder zur jeweiligen Lichtquelle bei einer Übereinstimmung der Spektralverteilung mit der Referenzspektralverteilung für die jeweiligen Prüfschritte bestätigt ist.

[06] Mittels einer solchen medizinischen Bildgebungsvorrichtung kann insbesondere durch das Durchführen eines ersten Prüfschritts und eines nachfolgenden zweiten Prüfschritts eine von der Lichtquelle jeweils unterschiedlich ausgesandtes Licht in Form eines ersten Anregungsspektrums und eines zweiten Anregungsspektrum dazu genutzt werden, entsprechend durchgängige oder sperrende Bereiche der Filtereinrichtung zu erkennen und damit zu prüfen, ob eine entsprechende Lichtquelle zur gewählten Optik und/oder zur gewählten Bildaufnahmeeinrichtung „passt", also die gewünschten Anregungswellenlängen der Lichtquelle jeweils wunschgemäß durchgelassen oder gesperrt werden, sodass entsprechende Lichtspektren zum Bestimmen der physiologischen Parameter genutzt werden können.

[07] Folgende Begriffe seien in diesem Zusammenhang erläutert:

[08] Eine „medizinische Bildgebungsvorrichtung" kann jede technische und/oder elektronische Einrichtung sein, welche geeignet ist, ein Bild oder eine Bildinformation eines Betrachtungsbereiches in einem medizinischen Umfeld aufzunehmen, weiterzuverarbeiten und/oder weiterzuleiten und beispielsweise auf einem Bildschirm anzuzeigen. Beispielsweise ist eine solche medizinische Bildgebungsvorrichtung ein Endoskop, ein Dual-Endoskop, ein Stereo-Endoskop, ein Exoskop oder ein Stereo-Exoskop. Ein solches „Endoskop" ist dabei eine zumeist schmale und länglich ausgebildete Bildgebungsvorrichtung, welche geeignet ist, diese in einen Hohlraum oder durch eine zumeist kleine Öffnung einzuführen und innerhalb des Hohlraums und/oder des hinter der kleinen Öffnung liegenden Bereiches ein Bild von einem Betrachtungsbereich, im Falle eines „Stereo-Endoskopes" mittels zweier Kameras oder zweier Bildsensoren, aufzunehmen. Ein „Exoskop" ist eine vergleichbare Einrichtung, welche beispielsweise bei medizinischen Eingriffen von außen zur Bildgebung eingesetzt wird, also bei einem sogenannten offenen chirurgischen Eingriff. Die „Stereo"-Eigenschaft des jeweiligen Endoskops oder Exoskops beschreibt dabei die Fähigkeit, mittels zweier optischer Wege und/oder zweier Optiken ein stereoskopisches Bild des Betrachtungsbereiches aufzunehmen. Ein entsprechendes Dual-Endoskop oder Dual-Exoskop ist in der Lage, zwei separate Bilder aufzunehmen, ohne dass beispielsweise eine stereoskopische Rekonstruktion erfolgt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass ein jeweiliges „Endoskop" im eigentlichen Sinne wie vorig beschrieben auch innerhalb eines Endoskop-Systems mit weiteren Einrichtungen, beispielsweise einer Kabelführung, weiterer Sensoren und/oder einem Anzeigegerät zum Anzeigen einer Bildinformation auf einem externen Monitor eingebunden sein kann. Weiterhin werden „Endoskop" und „Endoskop- Systeme" vorliegend teilweise synonym verwendet. Gleiches kann sinngemäß für Exoskope und/oder Laparoskope gelten. [09] Eine „Lichtquelle" ist beispielsweise eine LED, eine Glühlampe oder eine andere, lichtemittierende Einrichtung. Weiterhin kann eine solche Lichtquelle auch dadurch realisiert sein, dass ein mittels einer LED oder einer anderen lichterzeugenden Einrichtung erzeugtes Licht mittels beispielsweise eines Lichtleiters, also beispielsweise einer Glasfaser oder eines Glasfaserbündels, an einen entsprechenden Ort am Betrachtungsbereich gelenkt oder geleitet wird. Eine solche Lichtquelle dient dabei dem Beleuchten des Betrachtungsbereiches mit Licht entsprechender Lichtspektren, welche auch „Beleuchtungsspektren" genannt werden. Der Vorgang des Aussendens des Lichts oder des jeweiligen Lichtspektrums in den Betrachtungsbereich wird „Beleuchten" bezeichnet.

[10] Ein „Betrachtungsbereich" beschreibt den Bereich, das Volumen oder das Areal, welcher oder welches mittels der medizinischen Bildgebungsvorrichtung betrachtet und von welcher oder welchem ein entsprechendes Bild erzeugt werden soll. Ein solcher Betrachtungsbereich ist dabei beispielsweise ein Organ, ein Knochen, ein Teilbereich eines menschlichen oder tierischen Körpers oder ein weiterer Bereich von Interesse für eine entsprechende Betrachtung.

[11] Eine „Optik" beschreibt die Gesamtheit aller Bauteile, welche Licht und/oder eine Bildinformation oder ein Bild entlang beispielsweise eines optischen Weges lenken, insbesondere in Richtung eines Bildsensors, Kamerasensors oder anderen Lichtsensors. Dabei ist die Anordnung des jeweiligen Sensors, beispielsweise an einem proximalen Abschnitt oder auch an einem distalen Abschnitt, irrelevant, ebenso die Länge eines Lichtweges. Beispielsweise umfasst eine solche Optik dabei Linsen, Spiegel, Abdeckscheiben, Schutzscheiben oder auch Filter sowie je nach Ausgestaltung einer entsprechenden Vorrichtung auch Trennstellen oder Koppelsteilen.

[12] Eine „Bildaufnahmeeinrichtung", welche beispielsweise als „Bildsensor" ausgeführt sein kann, ist beispielsweise ein elektronischer Chip oder eine andere gleichartige Einrichtung, mittels derer durch die jeweilige Optik verlaufendes Licht und/oder ein entsprechendes Bild aufgezeichnet und in elektronische Signale umgewandelt werden kann. Beispielsweise ist eine solche Bildaufnahmeeinrichtung ein Bildsensor oder eine Menge von Bildsensoren, welche beispielsweise einen CCD-Chip, einen CMOS-Chip oder ein vergleichbares elektronisches Bauteil aufweist oder aufweisen.

[13] In diesem Zusammenhang beschreibt ein „Aufnehmen" den Vorgang, in dem das Bild, beispielsweise aus dem Betrachtungsbereich, mittels der Optik auf die Bildaufnahmeeinrichtung geleitet und in eine entsprechende Bildinformation umgewandelt wird. Beispielsweise geschieht dies durch ein Erzeugen entsprechender elektrischer oder elektronischer Signale in einem CCD-Chip oder einem anderen elektronischen Bildsensor. Die jeweilige „Bildinformation" ist dann insbesondere eine weiterverarbeitungsfähige, beispielsweise elektronische, Information über das Bild, also beispielsweise eine entsprechende Informationsmenge zu Farbe und/oder Helligkeit eines jeweiligen Pixels oder eine ähnliche Information. [14] Aus der Lichtquelle wird ein spezielles, zielgerichtetes Beleuchtungsspektrum derart ausgesandt, dass dieses Beleuchtungsspektrum als „Anregungsspektrum" für das erfindungsgemäße Prüfen einer entsprechenden Zuordnung dient, also beispielsweise ein auf eine erwartete Durchlässigkeit oder eine erwartete Undurchlässigkeit eines entsprechenden Filters oder einer Filtereinrichtung und/oder auf eine entsprechende Interaktion zum Bestimmen physiologischer Parameter abgestimmt ist.

[15] Eine „Filtereinrichtung" ist ein optisches Bauteil oder eine Menge von optischen Bauteilen, beispielsweise eine Menge von Filtern und/oder Linsen, und kann damit Teil der bezeichneten Optik sein. Eine Filtereinrichtung wirkt dabei insbesondere derart, dass bestimmte Wellenlängenbereiche eines vollständigen Lichtspektrums gedämpft oder reduziert oder hindurchgelassen oder auch vollständig an einem weiteren Verlauf entlang des optischen Weges gehindert werden. In diesem Zusammenhang weist eine solche Filtereinrichtung ein entsprechendes „Filterspektrum" auf, welches analog eines Lichtspektrums die jeweilige Intensität hindurchgelassener oder zurückgehaltener Wellenlängen eines jeweiligen Filters oder der Filtereinrichtung in ihrer Gesamtheit beschreibt. Dabei wird sowohl von einem Transmissionsfilterspektrum gesprochen, welches den hindurchgelassenen Intensitätsanteil im jeweiligen Lichtspektrum beschreibt, als auch von einem Rückhaltegrad, welcher angibt, welcher Anteil nicht hindurchgelassen wird. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise sogenannte Verlaufsfilter bekannt, welche über eine Filterfläche kontinuierlich veränderliche Filterwirkung aufweisen. Weiterhin sind sogenannte Kantenfilter bekannt, welche relativ trennscharf voneinander getrennte Spektralbereiche jeweils zurückhalten oder durchlassen.

[16] In diesem Zusammenhang dient eine „Auswerteeinheit" dazu, die entsprechenden Lichtwellenlängen, Lichtspektren oder dergleichen aufzunehmen, auszuwerten und entsprechende Schlüsse daraus zu ziehen. So ist eine Auswerteeinheit beispielsweise ein Computer, der insbesondere Pixelweise die mittels der Optik und mittels der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommene Bildinformation derart auszuwerten, dass ein Rückschluss auf physiologische Parameter ermöglicht ist.

[17] „Physiologische Parameter" des Betrachtungsbereiches sind vorliegend beispielsweise Sauerstoffkonzentrationen, Fettanteile, Durchblutungswerte, Hämoglobinkonzentrationen oder auch ein Wasseranteil in beispielsweise einem betrachteten Organ und/oder dem Gewebe des jeweiligen Organs im Betrachtungsbereich. Solche physiologischen Parameter sind beispielsweise mittels entsprechender Lichtspektren ermittelbar, indem ein Absorptionsgrad für eine Wellenlänge oder einen entsprechenden Wellenlängenbereich oder auch mehrere Absorptionsgrade für eine Wellenlänge oder für mehrere Wellenlängenbereiche eines Lichtspektrums analysiert und daraus auf einen entsprechenden physiologischen Parameter zurückgeschlossen wird. So ist beispielsweise eine bestimmte Absorptionswellenlänge oder mehrere Absorptionswellenlängen oder auch bestimmte Absorptionswellenlängenbereiche einer Hämoglobinkonzentration zugeordnet, eine andere Absorptionswellenlänge oder mehrere derartige Absorptionswellenlängen oder auch Absorptionswellenlängenbereiche einem Wassergehalt oder eine dritte Absorptionswellenlänge oder mehrere Absorptionswellenlängen oder Absorptionswellenlängenbereiche einem Sauerstoffgehalt im Blut. Dabei können entsprechende Wellenlängenbereiche für das Ermitteln unterschiedlicher physiologische Parameter gleich, überlappend oder unterschiedlich sein oder in verschiedenen Kombinationen verwendet werden.

[18] Eine „Spektralverteilung" beschreibt beispielsweise eine Gesamtheit einer jeweiligen Beleuchtungsstärke für unterschiedliche Lichtwellenlängen des sichtbaren oder unsichtbaren Lichtspektrums, also insbesondere eine Verteilung von Spektralfarben von Licht.

[19] Durch das Einrichten von „Betriebsmodi" wird beispielsweise ein Bediener in die Lage versetzt, mit dem gleichen Grundgerät einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, als beispielsweise mit dem gleichen die Bildaufnahmeeinrichtung aufweisenden Handgriff, unterschiedliche physiologische Parameter aufzunehmen. So kann ein erster Betriebsmodus mit einer ersten Zusammenstellung von Bestandteilen der medizinischen Bildgebungsvorrichtung dazu dienen, ein Weißlichtbild des Betrachtungsbereiches aufzunehmen. Ein weiterer Betriebsmodus dient dann beispielsweise dazu, ein Multispektralbild des Betrachtungsbereiches für den Bediener bereitzustellen. Dazu kann beispielsweise eine andere Optik mit einer anderen Filtereinrichtung notwendig sein, jedoch können auch unterschiedliche Betriebsmodi mit einer Optik ausgeführt werden. Ein Austausch einer Optik ist beispielsweise dann angezeigt, wenn bei einer Fluoreszens-Bildgebung des Betrachtungsbereiches ein veränderter Fluoreszenz-Stoff verwendet werden soll. Sinngemäß ist dieses Beispiel dann für eine Hyperspektralaufnahme, eine Fluoreszenzaufnahme und weitere Aufnahmen weiterzuführen. Dazu ist beispielsweise eine Optik mittels des Trennens an einer Wechseleinrichtung abnehmbar und dann durch das Anbringen einer anderen Optik an die Wechseleinrichtung austauschbar. Geleiches gilt sinngemäß für unterschiedliche Lichtquellen und/oder unterschiedliche Bildaufnahmeeinrichtungen, also beispielsweise unterschiedliche Bildsensoren. Eine „Wechseleinrichtung" kann dabei mechanisch beliebig ausgeführt sein, beispielsweise als Gewindeanschluss, Steckverbindung, Bajonettverschluss oder einer anderen, mechanisch lösbar verbindenden technischen Lösung.

[20] Eine „Prüfeinheit", mittels der ein Abgleich der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung durchgeführt wird, ist beispielsweise ein innerhalb der Auswerteeinheit integrierter Algorithmus, ein Computerprogramm oder eine elektronische Schaltung, mittels dem oder mittels der die Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung verglichen wird, wobei aus dem Vergleich dann Rückschlüsse auf die paarungsrichtige oder auch paarungsfalsche Zuordnung gezogen werden können. Der Vorgang des Vergleichens ist dabei ein „Abgleich", wobei der Abgleich sowohl elektronisch oder auch auf einfachere Weise durchgeführt werden kann. Im einfachsten Fall könnte der Abgleich auch durch den Bediener mittels eines Auges durchgeführt werden, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Spektrometers, mittels dem fehlende oder vorhandene Spektralbereiche aufgezeigt werden können. Dabei erfolgt insbesondere ein Abgleich derart, dass ein Vergleich mit beispielsweise einem Schwellwert erfolgt, sodass ein positives Ergebnis im Sinne eines Vorhandenseins bestimmter Lichtwellenlängen und/oder Lichtspektren bei einem Überschreiten von beispielsweise 50%, 60%, 75%, 80%, 90% oder auch 95% einer maximal möglichen Durchlassintensität festgestellt wird, wobei der Schwellwert insbesondere zweckmäßig anhand der Eigenschaften der Optik oder der Optiken, des Bildsensors, der Belichtungszeit, einer Verstärkung des verwendeten Bildsensors und/oder auch anderen Parametern festgelegt wird.

[21] Grundlage für den Abgleich ist eine „Referenzspektralverteilung", die einen Erwartungswert für den Abgleich darstellt. Beispielsweise hat eine Filtereinrichtung einer Optik ein Filter, welches eine konkret bekannte Wellenlänge blockiert, sodass diese Wellenlänge in der Referenzspektralverteilung ausgelassen ist. Ist die Wellenlänge trotzdem in der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation enthalten, so entspricht die Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation nicht der Referenzspektralverteilung, der Abgleich schlägt also fehl. Ein entsprechender Schritt, in dem ein solcher Abgleich stattfindet, wird als „Prüfschritt" bezeichnet. Dabei können ein Prüfschritt oder auch mehrere Prüfschritte durchgeführt werden, wobei jeder Prüfschritt insbesondere voneinander unterschiedliche Parameter abdecken kann.

[22] Im Ergebnis wird dann entweder eine „paarungsrichtig" oder eine „paarungsfalsch" festgestellte Zuordnung festgestellt. Paarungsrichtig ist eine Zuordnung dann, wenn beispielsweise die zur Bildaufnahmeeinrichtung, zur dazu korrekten Lichtquelle und zum Einsatzzweck (also beispielsweise einer Multispektralaufnahme) funktionsfähige Optik mit der korrekten Filtereinrichtung für diese beispielshafte Multispektralaufnahme miteinander kombiniert sind. Ist eine der Komponenten „falsch" zugeordnet, also beispielsweise eine Weißlichtquelle ausgesucht, eine Hyperspektraloptik montiert oder sinngemäß andere Komponenten fehlerhaft zusammengestellt, so ist diese Zuordnung „paarungsfalsch". Hierbei ist anzumerken, dass je nach Kombination der Komponenten und angestrebtem Einsatzzweck eine „falsche" Komponente oder auch mehrere „falsche" Komponenten ausreicht oder ausreichen, um eine „paarungsfalsche" Zuordnung zu erreichen. Dies liegt unter anderem darin begründet, dass eine Optik beispielsweise für mehrere Einsatzzwecke geeignet ist und nur in einem bestimmten Einsatzzweck fehlerhafte Bildinformationen liefern würde. Gleiches gilt sinngemäß für die Lichtquellen und/oder die Bildaufnahmeeinrichtungen. [23] Um den entsprechenden Abgleich präziser und eineindeutiger durchführen zu können, weist die Lichtquelle ein drittes Anregungsspektrum, ein viertes Anregungsspektrum und/oder ein weiteres Anregungsspektrum auf, wobei nach dem zweiten Prüfschritt das dritte Anregungsspektrum in einem nachfolgenden dritten Prüfschritt, das vierte Anregungsspektrum in einem nachfolgenden vierten Prüfschritt und/oder das weitere Anregungsspektrum in einem nachfolgenden weiteren Prüfschritt von der Lichtquelle ausgesandt werden und mittels der Prüfeinheit ein Abgleich der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung für den jeweiligen Prüfschritt durchgeführt wird, sodass ein paarungsrichtiges Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung zur jeweiligen Optik und/oder zur jeweiligen Lichtquelle bei einer Übereinstimmung der Spektralverteilung mit der Referenzspektralverteilung für die jeweiligen Prüfschritte bestätigt ist.

[24] Ebenso kann in einem jeweiligen Prüfschritt beispielsweise auch das erste Anregungsspektrum und das zweite Anregungsspektrum oder eine Anzahl weiterer Anregungsspektren von der Lichtquelle ausgesendet und einem jeweils gemeinsamen Prüfschritt unterzogen werden, sodass beispielsweise zwei oder mehrere spezifische Anregungsspektren gleichzeitig genutzt werden, wobei ein Abgleich der Spektralverteilung der gefilterten Bildinformation mit einer Referenzspektralverteilung für den jeweiligen Prüfschritt durchgeführt wird um eine entsprechende Zuordnung als paarungsrichtig oder paarungsfalsch zu erkennen.

[25] In einer Ausführungsform weist die Lichtquelle eine erste Teillichtquelle, eine zweite Teillichtquelle, eine dritte Teillichtquelle und/oder eine weitere Teillichtquelle auf, wobei die erste Teillichtquelle das erste Anregungsspektrum, die zweite Teillichtquelle das zweite Anregungsspektrum, die dritte Teillichtquelle das dritte Anregungsspektrum und/oder die weitere Teillichtquelle das weitere Anregungsspektrum aufweist.

[26] Damit kann mit der jeweiligen Teillichtquelle ein jeweiliges Anregungsspektrum ausgesandt werden und beispielsweise auch eine jeweilige Teillichtquelle unabhängig von einer anderen Teillichtquelle oder von den anderen Teillichtquellen ein- und ausgeschaltet werden, sodass ein sequentielles und zielgerichtetes Beleuchten des Betrachtungsbereiches mit dem jeweiligen Anregungsspektrum erfolgen kann.

[27] Eine „Teillichtquelle" ist dabei ein Bestandteil der Lichtquelle, welcher beispielsweise als einzelne lichtaussendende Einheit, beispielsweise als Farb-LED oder als anderweitig lichtemittierende Einheit, ausgebildet sein kann. Damit kann beispielsweise die Lichtquelle aus einer Mehrzahl von unterschiedliche Farbspektren aussendenden LEDs gebildet sein, sodass eine jeweilige Farbe und/oder eine jeweilige Lichtwellenlänge mittels der LED als jeweiliges Anregungsspektrum ausgesandt werden kann. [28] Insbesondere sind dabei jeweiligen Teillichtquellen oder auch alle jeweiligen Teillichtquellen LEDs.

[29] Um die medizinische Bildgebungsvorrichtung besonders flexibel und anwenderfreundlich benutzen zu können, weist die Bildinformation eine erste Teilbildinformation, eine zweite Teilbildinformation, eine dritte Teilbildinformation und/oder eine weitere Teilbildinformation auf, sodass ein paarungsrichtiges Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung zur jeweiligen Optik und/oder zur jeweiligen Lichtquelle bei einer Übereinstimmung der Spektralverteilung mit der Referenzspektralverteilung anhand der jeweiligen Teilbildinformation bestätigt ist.

[30] Eine solche „Teilbildinformation" ist dabei beispielsweise eine entsprechende unterschiedlich ausgeführte Bildaufnahme, beispielsweise ein Weißlichtbild, ein Multispektralbild, ein Hyperspektralbild oder ein ähnliches Bild, welches insbesondere jeweils im Wechsel aufgenommen wird, sodass beispielsweise einem Anwender ein überlagertes Bild aus insbesondere einem Weißlichtbild und einem Multispektralbild angezeigt werden kann.

[31] In einer Ausführungsform ist oder sind das erste Anregungsspektrum, das zweite Anregungsspektrum, das dritte Anregungsspektrum und/oder das weitere Anregungsspektrum korrespondierend zum Filterspektrum der Filtereinrichtung der jeweiligen Optik und/oder korrespondierend zu einem Aufnahmespektrum der Bildaufnahmeeinrichtung ausgebildet.

[32] Damit kann beispielsweise ein entsprechendes

Anregungsspektrum oder auch eine entsprechende Abfolge von jeweiligen Anregungsspektren derart genutzt werden, dass beispielsweise ein für eine „falsche" Optik, also eine inkompatible Optik, typische Spektralverteilung gezielt angesprochen wird, sodass beispielsweise ein oder auch zwei unterschiedliche Anregungsspektren auf entsprechende durchlässige Bereiche des Filterspektrums angepasst sind und beispielsweise ein oder auch zwei oder mehrere weitere Anregungsspektren auf entsprechende Blockierspektren oder Absorptionsspektren des Filterspektrums angepasst sind, sodass beispielsweise eine Art „optischer Fingerabdruck" eines entsprechenden Filterspektrums gezielt angesprochen und mittels der Bildaufnahmeeinrichtung abgefragt und bewertet werden kann.

[33] Um eine Zuordnung, insbesondere eine redundante Zuordnung, der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung mit der jeweiligen Lichtquelle und/oder mit der jeweiligen Optik redundant feststellen zu können, ist der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung, der jeweiligen Lichtquelle und/oder der jeweiligen Optik ein Informationsträger zugeordnet, wobei der Informationsträger eine Identitätsinformation aufweist und die Identitätsinformation mittels der Prüfeinheit, insbesondere kontaktlos, auslesbar ist, sodass mittels eines Vergleichs der Identitätsinformation mit einer Referenzinformation die paarungsrichtige Zuordnung der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung mit der jeweiligen Lichtquelle und/oder mit der jeweiligen Optik feststellbar ist.

[34] Ein „Informationsträger" kann dabei eine beliebige technische Einheit sein, welche eine Information, beispielsweise eine Identitätsinformation, speichern und wiedergeben kann. Ein solches Speichern kann dabei mechanisch, elektrisch, elektromagnetisch, magnetisch oder auf andere Weise erfolgen. Eine „Identitätsinformation" ist dabei beispielsweise eine Kennnummer, eine Zuordnungsnummer oder eine Artikelnummer einer Bildaufnahmeeinrichtung, einer Lichtquelle und/oder einer jeweiligen Optik, sodass eine eineindeutige Zuordnung oder beispielsweise eine typenweise Zuordnung des jeweiligen Bauteils ermöglicht ist. Eine „Referenzinformation" ist dabei beispielsweise eine in einem jeweiligen Bauteil gespeicherte Liste von möglichen zulässigen Kombinationen oder auch eine Liste von möglichen unzulässigen Kombinationen, welche dazu genutzt wird, die paarungsrichtige Zuordnung oder eine paarungsfalsche Zuordnung entsprechend festzustellen. Sinngemäß kann das Ziel einer eindeutigen Identifikation der entsprechenden Bestandteile eines Systems auch mittels einer mechanischen Kennung oder einer entsprechenden Kommunikationsschnittstelle erreicht werden.

[35] In einer Ausführungsform ist der Informationsträger ein Barcode, ein magnetischer Chip oder ein elektromagnetischer Chip, insbesondere ein RFID-Chip.

[36] Um eine weitere oder alternative Möglichkeit der Redundanz zu schaffen, ist der Abgleich und/oder der Vergleich anhand einer Veränderung eines insbesondere kontinuierlich mittels der Auswerteeinheit überprüften Vergleichsoperators initiiert, wobei der Vergleichsoperator insbesondere eine Repräsentanz einer natürlichen Beleuchtung, eine Repräsentanz einer Referenzkennung und/oder eine Repräsentanz eines zeitlichen Ablaufes ist.

[37] Somit ist es auch möglich, beispielsweise den Abgleich und/oder den Vergleich bei einer baulichen Veränderung, beispielsweise bei einem Entfernen der Optik oder bei einem Zerlegen der medizinischen Bildgebungsvorrichtung, durch einen Bediener erneut zu initiieren und eine entsprechende Überprüfung durchzuführen.

[38] Ein „Vergleichsoperator" ist dabei beispielsweise eine entsprechende Information, welche insbesondere kontinuierlich abgefragt wird. So ein Vergleichsoperator kann eine Repräsentanz einer natürlichen Beleuchtung, also ein beispielsweise übliches Beleuchtungsspektrum mit natürlichem Licht, sein. Damit ist es beispielsweise ermöglicht, dass mittels der Bildaufnahmeeinrichtung ein Entfernen der Optik und damit ein Eindringen von natürlicher Beleuchtung detektiert wird, sodass der Abgleich und/oder der Vergleich erneut initiiert wird. Weiterhin kann ein solcher Vergleichsoperator auch eine Repräsentanz einer Referenzkennung sein, also beispielsweise eine optische Kennung innerhalb der Optik, wie beispielsweise ein Kenn-Ring, ein Liniencode oder dergleichen, sodass anhand dieser beispielsweise durch die Bildaufnahmeeinrichtung ausgewerteten Referenzkennung eine eineindeutige Zuordnung möglich ist. Eine „Repräsentanz eines zeitlichen Ablaufs" ist im einfachsten Falle der Ablauf einer Stoppzeit, also dass beispielsweise in einem Abstand von 10 Sekunden, 5 Sekunden, 2 Sekunden oder in einem Abstand einer anderen Zeitspanne ein entsprechender Abgleich und/oder ein entsprechender Vergleich durchgeführt wird, also eine turnusmäßige Überprüfung der paarungsrichtigen Zuordnung erfolgt.

[39] Um insbesondere für einen Bediener eine komfortable Bedienung der medizinischen Bildgebungsvorrichtung zu ermöglichen, ist der Abgleich und/oder der Vergleich mittels eines Einwirkens eines Bedieners auf die Auswerteeinheit und/oder auf die Prüfeinheit, insbesondere mittels eines Auslösens eines Bedienvorgangs, initiiert, insbesondere mittels eines Auslösens einer Inbetriebnahme, des Einrichtens unterschiedlicher Betriebsmodi, eines Auslösens eines Bildabgleichs und/oder eines Auslösens einer Systemprüfung.

[40] Damit kann beispielsweise beim Hochfahren einer entsprechenden medizinischen Bildgebungsvorrichtung des entsprechenden Besteuerungscomputers ein solcher Abgleich und/oder Vergleich durchgeführt werden, sodass keine Zeitverzögerung entsteht.

[41] Ein „Einwirken" eines Bedieners ist dabei beispielsweise das Drücken eines Schalters, eines Knopfes oder eines entsprechenden simulierten Schalters auf einem Touch-Display, das Einschalten des Gerätes oder eine andere manuelle Handlung des Bedieners an der Auswerteeinheit und/oder an der Prüfeinheit, wobei die Auswerteeinheit und/oder auch die Prüfeinheit beispielsweise in einem Bediencomputer der medizinischen Bildgebungsvorrichtung kombiniert sein können. Ein „Bedienvorgang" ist in diesem Zusammenhang beispielsweise das Einschalten des Geräts oder auch das Auslösen eines Hochfahrens oder eines entsprechenden Abgleichs, beispielsweise eines Weißabgleichs. In diesem Zusammenhang ist insbesondere ein „Bildabgleich" ein Schwarzabgleich, ein Weißabgleich, ein Farbabgleich oder eine andere Form des optischen Abgleichs zur Erhöhung der Präzision einer Darstellung.

[42] In einer Ausführungsform ist bei einem paarungsfalschen Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung, der jeweiligen Lichtquelle und/oder der jeweiligen Optik mittels einer Ausgabeeinrichtung ein Fehlersignal ausgebbar, wobei insbesondere die Inbetriebnahme, das Einrichten unterschiedlicher Betriebsmodi, der Bildabgleich und/oder die Systemprüfung mittels eines Einwirkens des Fehlersignals auf die Auswerteeinheit unterbrechbar ist.

[43] Somit kann beispielsweise einem Bediener direkt signalisiert werden, dass beispielsweise eine falsche Optik mit einer entsprechenden Lichtquelle kombiniert wurde, sodass eine fehlerfreie Benutzung der medizinischen Bildgebungsvorrichtung nicht möglich ist.

[44] Ein „Fehlersignal" ist dabei beispielsweise eine Warnlampe, ein Ausgabetext oder ein Signalton, wobei hier lediglich entscheidend ist, dass dem Bediener signalisiert wird, dass eine paarungsfalsche Zuordnung vorgenommen wurde.

[45] In einer weiteren Ausführungsform ist bei einem paarungsfalschen Zuordnen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung, der jeweiligen Lichtquelle und/oder der jeweiligen Optik mittels der

Ausgabeeinrichtung eine Korrekturinformation, insbesondere eine Korrekturinformation an einen Bediener, ausgebbar.

[46] Mit einer solchen Korrekturinformation kann beispielsweise ein Hinweis an den Bediener gegeben werden, dass nicht nur eine paarungsfalsche Zuordnung erfolgt ist, wie dies mit der Ausgabe des Fehlersignals signalisiert wird, sondern dass beispielsweise auch ein Hinweis auf eine zu verwendende Alternativoptik gegeben wird, sodass dem Bediener eine Möglichkeit und Hilfestellung zur Korrektur und paarungsrichtigen Zuordnung entsprechender Einzelkomponenten gegeben wird.

[47] Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann auch ein Abgleich zwischen einer jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtung und einer jeweiligen Lichtquelle oder Teillichtquelle derart erfolgen, dass beispielsweise die jeweilige Lichtquelle oder die jeweilige Teillichtquelle mittels einer Rückmeldung von der Bildaufnahmeeinrichtung derart angesteuert wird, dass beispielsweise anhand eines auf der Bildaufnahmeeinrichtung eintreffenden Bildsignals ein erkanntes Lichtspektrum und/oder ein nicht erkanntes Lichtspektrum mittels der jeweiligen Lichtquelle oder mittels der jeweiligen Teillichtquelle ausgesandt wird.

[48] Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine schematische Darstellung eines

Laparoskop-Systems mit einer Control- Unit, Figur 2 eine schematische Darstellung unterschiedlicher Optiken für das Laparoskop-System der Figur 1,

Figur 3a bis c Diagramme zur Darstellung unterschiedlicher Filterspektren von in den Optiken enthaltenen Filtersystemen,

Figur 4 ein Diagramm mit einer Darstellung der

Beleuchtungsintensität unterschiedlicher Lichtwellenlängen einer Lichtquelle,

Figur 5 ein Diagramm zur Darstellung eines RGB

Kamerasignals mit einer Breitbandoptik und/oder einer Hyperspektraloptik,

Figur 6 ein Diagramm zur Darstellung eines

Kamerasignals mit einer Fluoreszenz-Optik mit Wirkung im Infrarot-Spektralbereich,

Figur 7 ein Diagramm zur Darstellung eines

Kamerasignals mit einer weiteren Fluoreszenzoptik mit Wirkung im kurzwelligen Spektralbereich,

Figur 8 ein Diagramm zur Darstellung der inhärenten Filtereigenschaften zweier unterschiedlicher Optiken ohne zusätzliches Filter, sowie

Figur 9 einen Verfahrensablauf zur Inbetriebnahme des Laparoskop-Systems der Figur 1 mit einer Komponentenprüfung. [49] Ein Laparoskop-System 101 dient zur Betrachtung eines Objektes 150 in einem Betrachtungsbereich 160. Das Objekt 150 kann dabei beispielsweise ein Organ sein, welches in einem medizinischen Untersuchungskontext betrachtet werden soll. Das Laparoskop-System 101 ist aus einem Griffbereich 103 und einem Schaftbereich 105 gebildet. Weiterhin weist das Laparoskop-System 101 eine Spitze 107 auf. Der Griffbereich 103 weist ein Kamerakopf 111 auf, an dem das Laparoskop-System 101 von einem Bediener (nicht dargestellt) gehalten werden kann. Am Griffstück 111 ist ein Anschlusskabel 113 angeordnet, welches das Kamerakopf 111 mit einer Control-Unit 119 verbindet. Die Control-Unit 119 weist Bedienelemente 120 sowie einen Bildschirm 123 mit einem Anzeigefeld 124 auf.

[50] Im Schaftbereich 105 ist eine Schaftoptik 131 angeordnet, welche an einer Koppelstelle 117 lösbar mit dem Kamerakopf 111 verbunden ist. Somit ist die Schaftoptik 131 austauschbar, indem die Schaftoptik 131 an der Koppelstelle 117 vom Kamerakopf 111 getrennt werden kann.

[51] Innerhalb der Schaftoptik 131 ist ein Filtersystem 137 schematisch dargestellt. Durch eine Objektivlinse 133 einfallendes Licht, welches entlang einer optischen Achse 139 geleitet wird, wird eine entsprechende Abbildung des Objektes 150 durch das Filtersystem 137 gefiltert, sodass die gefilterte Bildinformation durch ein Linsensystem 121 innerhalb des Kamerakopfes 111 auf einen Bildsensor 115 geleitet wird. Der Bildsensor 115 ist dabei beispielsweise ein RGB-Sensor. Eine Lichtquelle 135, welche aus 13 LEDs unterschiedlicher Farben besteht, dient dabei der Beleuchtung des Objektes 150 im Betrachtungsbereich 160. Mittels des Bildsensors 115 wird somit ein gefiltertes Bild, also eine gefilterte Bildinformation des Objektes 150, aufgenommen und mittels des Anschlusskabels 113 an die Control-Unit 119 zur Darstellung im Anzeigefeld 124 des Bildschirms 123 geleitet.

[52] Zum Austausch stehen unterschiedliche weitere Schaftoptiken zur Verfügung:

[53] Eine Weißlicht-Optik 231 mit einer Objektivlinse 233 und einer Lichtquelle 235 ist mit einem Filtersystem 237 ausgestattet.

[54] Eine Fluoreszenz-Optik 241 mit einer Objektivlinse 243 und einer Lichtquelle 245 ist mit einem Filtersystem 247 ausgestattet.

[55] Eine Fluoreszenz-Optik 251 mit einer Objektivlinse 253 und einer Lichtquelle 255 ist mit einem Filtersystem 257 ausgestattet.

[56] Der Aufbau der unterschiedlichen Schaftoptiken ist dabei analog zum Aufbau der eingangs beschriebenen Schaftoptik 131. Jede Schaftoptik kann dazu noch einen RFID-Chip enthalten (nicht dargestellt), mittels dem beispielsweise ein Auslesen einer Kennung der jeweiligen Schaftoptik zur Prüfung einer Kompatibilität mit dem jeweiligen Griffstück ermöglicht ist.

[57] Ein Diagramm 301 stellt das Filterspektrum des

Filtersystems 237 dar. Eine Abszisse 303 beschreibt dabei die Wellenlänge des entsprechenden Lichtes zwischen 400 nm und 1.000 nm, eine Ordinate 305 einen durchgelassenen Lichtanteil. Ein Durchlassspektrum 307 zwischen 400 nm und 1000 nm stellt dar, dass zwischen 400 nm und 1000 nm das Licht ungehindert hindurchgelassen wird. Damit ist das Filtersystem 237 im dargestellten Spektralbereich vollständig durchlässig, die Optik 231 folglich für eine Breitband-Bildgebung oder auch für eine Hyperspektral- Bildgebung geeignet.

[58] Ein Diagramm 311 zeigt die analoge Darstellung zum Diagramm 301 für die Fluoreszenz-Optik 241, also für das Filtersysetm 247. Dabei ist die Lichtwellenlänge an einer Abszisse 313, ein entsprechender prozentueller Durchlass in der Ordinate 315 aufgetragen. Ein Durchlassspektrum 317 reicht von 400 nm bis 730 nm, sodass Licht dieser Wellenlänge ungehindert hindurchgelassen wird. Ein Sperrspektrum 318 zwischen 730 nm und 830 nm sperrt entsprechende Lichtwellenlängen. Ein Durchlassspektrum 319 zwischen 830 nm und 1.000 nm stellt wiederum einen entsprechenden Durchlass der Lichtwellenlängen dar. Damit dient das Filtersystem 247 zum Herausfiltern von Anregungslicht für die gewünschte Fluoreszenz-Betrachtung geeignet, wobei die Fuoreszenz-Reaktion in diesem Beispiel mit Lichtwellenlängen oberhalb 830nm erwartet ist, also durch das Filtersystem 247 hindurchtreten kann.

[59] Analog dazu zeigt ein Diagramm 321 die entsprechenden Werte für die Fluoreszenz-Optik 251 mit dem Filtersystem 257. Dabei zeigt eine Abszisse 323 die Lichtwellenlänge, eine Ordinate 325 die entsprechende prozentuale Durchlassquote. Das Diagramm 321 weist ein Durchlassspektrum 327 zwischen 450 nm und 1.000 nm auf, entsprechendes Licht tritt ungehindert durch die Optik. Ein Sperrspektrum 328 zwischen 400nm und 450nm filtert entsprechende Lichtwellenlängen heraus. Damit ist das Filtersystem 257 dazu geeignet, eine Fluoreszenz im ultravioletten Lichtspektrum zu nutzen, in dem entsprechendes Anregungslicht zwischen 400nm und 450nm herausgefiltert und Licht einer Fluoreszenz-Reaktion oberhalb 450nm hindurchgelassen wird.

[60] Ein Diagramm 401 weist eine Abszisse 403 mit einer entsprechenden Lichtwellenlänge zwischen 400 nm und 1.000 nm auf. Weiterhin weist das Diagramm 401 eine Ordinate 405 mit einem Wert zwischen 0 % und 100 % auf. Es handelt sich bei dem Diagramm 401 um ein Balkendiagramm, in dem spezifische Beleuchtungsintensitäten für 13 unterschiedliche Wellenlängen beispielhaft aufgetragen sind. Es handelt sich dabei um mögliche ausgesandte Lichtwellenlängen beispielsweise der Lichtquelle 135 sowie der Lichtquellen 235, 245 und 255. Hierbei sind dargestellt: Eine Beleuchtungsintensität 411 (400 nm), 412 (450 nm), 413 (500 nm), 414 (550 nm), 415 (600 nm), 416

(650 nm), 417 (700 nm), 418 (750 nm) 419 (800 nm), 420 (850 nm), 421 (900 nm), 422 (950 nm) und 423 (1.000 nm)

[61] Unterschiedliche Teillichtquellen der entsprechenden Lichtquelle, beispielsweise der Lichtquelle 135, können dabei jeweils separat voneinander oder gemeinsam beschaltet werden, sodass die Beleuchtung des Objektes 150 mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen erfolgen kann. Dies wird, wie im folgenden weiter erläutert, zum Erkennen einer

Zuordnung der Optiken 231, 241 und 251 genutzt:

[62] Ein Diagramm 501 weist eine Abszisse 503 auf, welche ebenfalls zwischen 400 nm und 1.000 nm Lichtwellenlänge skaliert ist. Weiterhin weist das Diagramm 501 eine Ordinate 505 auf, welche zwischen 0 % und 100 % skaliert ist. Das Diagramm 501 stellt dabei ein jeweiliges Kamerasignal des Bildsensors 115 für drei unterschiedliche Lichtfarben dar: Eine Funktion 511 für den blauen Teilsensor des RGB-Sensors, eine Funktion 513 für den grünen Teilsensor des RGB-Sensors sowie eine Funktion 515 für den roten Teilsensor. In einem Bereich 521 sind die jeweiligen Funktionen 513 und 515 durch die Filtereigenschaften des Filtersystems 237 derart verändert, dass ein Abdämpfen und/oder herausfiltern entsprechender Lichtwellenlängen erfolgt, also die Weißlicht-Optik 231 anhand ihrer Filtereigenschaften in Zusammenhang mit dem durchgelassenen Lichtspektrum identifizierbar ist. Im Falle der Weißlicht-Optik 231 ist ein Filtersystem 237 mit vollständigem Durchlass aller Lichtwellenlängen zwischen 400nm und 1000nm vorhanden. Dazu kann nun in beliebiger Reihenfolge ein Beleuchten des Betrachtungsbereiches oder einer Referenzfläche mit den 13 unterschiedlichen Lichtfarben (vgl. Diagramm 401, Figur 4) erfolgen und ein Bildsignal des Bildsensors 115 ausgewertet werden. Im Falle der Weißlicht-Optik 231 sind hier alle Lichtfarben erkennbar, somit ist die Weißlicht-Optik 231 identifizierbar. Würde beispielsweise das Licht gemäß Beleuchtungsintensität 413 mit 500nm nicht mit dem Bildsensor 115 aufnehmbar sein, so könnte es sich nicht um eine Weißlicht-Optik handeln oder eine Störung im Lichtweg vorliegen.

[63] Ein Diagramm 601 weist eine Abszisse 603 auf, welche ebenfalls zwischen 400 nm und 1.000 nm Lichtwellenlänge skaliert ist. Weiterhin weist das Diagramm 601 eine Ordinate 605 auf, welche zwischen 0 % und 100 % skaliert ist. Das Diagramm 601 stellt dabei ein jeweiliges Kamerasignal des Bildsensors 115 für drei unterschiedliche Lichtfarben dar: Eine Funktion 611 für den blauen Teilsensor des RGB-Sensors, eine Funktion 613 für den grünen Teilsensor des RGB-Sensors sowie eine Funktion 615 für den roten Teilsensor. Das Diagramm ist damit analog zum Diagramm 501 aufgebaut, stellt jedoch die erkennbaren Funktionen mit der Fluoreszenz-Optik 241 dar. In diesem Diagramm 601 ist der ungestörte Verlauf der Lichtintensitäten (beispielsweise analog zu Diagramm 501) durch das Filtersystem 241 verändert, nämlich in einem Bereich 621 durch das Filtersystem 241 abgeschwächt, da das Filtersystem 241 zwischen 730nm und 830nm filtert. Folglich sin die Intensitäten der Funktion 611 (blau) und der Funktion 615(rot) stark abgeschwächt. Wird nun beispielsweise eine Beleuchtung des Betrachtungsbereiches oder einer Referenzfläche mit der Beleuchtungsintensität 418 und der Beleuchtungsintensität 419 durchgeführt, so ist im Bildsensor 115 ein fehlendes Detektieren dieser Wellenlängen feststellbar und die Fluoreszenz-Optik damit identifizierbar. Sofern Signale mit vollständiger Intensität bezüglich dieser Beleuchtungsintensitäten erkennbar wären, wäre eine andere Optik, beispielsweise die fälschlicher Weise montierte Weißlicht-Optik 231 identifizierbar.

[64] Ein Diagramm 701 weist eine Abszisse 703 auf, welche ebenfalls zwischen 400 nm und 1.000 nm Lichtwellenlänge skaliert ist. Weiterhin weist das Diagramm 501 eine Ordinate 705 auf, welche zwischen 0 % und 100 % skaliert ist. Das Diagramm 701 stellt dabei ein jeweiliges Kamerasignal des Bildsensors 115 für drei unterschiedliche Lichtfarben dar: Eine Funktion 711 für den blauen Teilsensor des RGB-Sensors, eine Funktion 713 für den grünen Teilsensor des RGB-Sensors sowie eine Funktion 715 für den roten Teilsensor. Das Diagramm 701 ist damit analog zum Diagramm 501 und zum Diagramm 601 aufgebaut, stellt jedoch die erkennbaren Funktionen mit der Fluoreszenz-Optik 251 dar. In diesem Diagramm 701 ist der ungestörte Verlauf der Lichtintensitäten (beispielsweise analog zu Diagramm 501) durch das Filtersystem 251 verändert, nämlich in einem Bereich 721 durch das Filtersystem 251 abgeschwächt, da das Filtersystem 251 zwischen 400nm und 450nm filtert. Folglich sin die Intensitäten der Funktion 711 (blau) stark abgeschwächt. Wird nun beispielsweise eine Beleuchtung des Betrachtungsbereiches oder einer Referenzfläche mit der Beleuchtungsintensität 411 durchgeführt, so ist im Bildsensor 115 ein fehlendes Detektieren dieser Wellenlängen feststellbar und die Fluoreszenz-Optik damit identifizierbar. Sofern Signale mit vollständiger Intensität bezüglich dieser Beleuchtungsintensität bei 400nm erkennbar wären, wäre eine andere Optik, beispielsweise die fälschlicher Weise montierte Weißlicht- Optik 231 oder die fälschlicher Weise montierte Fluoreszenz-Optik 241 identifizierbar.

[65] Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass beispielsweise bei einem häufigen Verwenden einer entsprechenden Fluoreszenz-Optik im Wechsel mit einer Weißlicht-Optik für bestimmte medizinische Eingriffe ein Beleuchten mit den entsprechenden „charakteristischen" Beleuchtungsintensitäten der Lichtquelle erfolgt, also solche Wellenlängen zunächst genutzt werden, die eine schnelle und eindeutige Identifizierung einer fälschlich oder korrekt montierten Optik ermöglichen.

[66] Ein Diagramm 801 sei als Beispiel für ein Erkennen von unterschiedlichen Optiken ohne Einsatz eines speziellen Filtersystems wie beispielsweise des Filtersystems 237, 247 oder 257 genannt. Das Diagramm 801 weist eine Abszisse 803 zur Darstellung der Lichtwellenlängen zwischen 400nm und 1000nm sowie eine Ordinate 805 zur Darstellung einer qualitativen Transmission einer jeweiligen Optik analog zu den Optiken 131, 231, 241 und 241 auf. Die Ordinate 805 ist dazu zwischen 0% und 100% skaliert. Die folgende Darstellung dient dabei der Verdeutlichung entsprechender Zusammenhänge und bildet keine konkrete Optik ab. Es sei angenommen, dass eine Funktion 811, welche zwischen 400nm und 1000nm unverändert 100% Transmission abbildet, eine „ideale" Optik repräsentiert, also einen vollständigen Lichtdurchlass in allen Wellenlängenbereichen darstellt, die in der Realität nicht erreicht werden kann. Jeweilige Linsen, Gläser und/oder weitere Komponenten der Optik filtern Licht unterschiedlich, sodass in der Realität bestimmte Wellenlängenbereiche abgeschwächt hindurchgelassen werden. In diesem Zusammenhang wird auch von der „Güte" der Optik als Qualitätsmerkmal für die realitätsgetreue Abbildung entsprechender Wellenlängen gesprochen.

[67] Eine Funktion 813 bildet ein Durchlassverhalten einer angenommenen „realen" Weißlicht-Optik ab, wobei insbesondere zwischen 400nm und etwa 750nm ein relativ ungestörtes Durchlassverhalten mit einem Durchlass von Licht über beispielsweise etwa 80% zu beobachten ist. Im Bereich oberhalb einer mittels einer Markierung 821 im Diagramm 801 gekennzeichneten Wellenlänge von etwa 750nm fällt die Transmission der angenommenen Weißlicht-Optik stark ab, sodass hier kaum Licht übertragen wird. Es sei erwähnt, dass dies für die Weißlicht-Darstellung nicht relevant ist, da ein Bediener eine Wellenlänge oberhalb 750nm nicht mehr mit den Augen wahrnehmen kann.

[68] Eine Funktion 815 bildet ein Durchlassverhalten einer angenommenen „reale" Hyperspektral-Optik ab, wobei sowohl zwischen 400nm und etwa 750nm als auch im Bereich zwischen 750nm und 950nm ein relativ ungestörtes Durchlassverhalten mit einem Durchlass von Licht über beispielsweise etwa 80% zu beobachten ist. Im Bereich oberhalb einer mittels einer Markierung 823 im Diagramm 801 gekennzeichneten Wellenlänge von etwa 950nm fällt die Transmission der angenommenen Hyperspektral-Optik dann auch ab, sodass oberhalb 1000nm dann kaum noch Licht übertragen wird. Für eine Hyperspektralanalyse zwischen 400nm und 100nm ist damit eine ausreichende Lichtübertragung sichergestellt.

[69] Ein Unterscheiden der beiden angenommenen Optiken (Weißlicht und Hyperspektral) kann nun analog zu den oben genannten Beispielen dadurch vorgenommen werden, in dem die beiden an sich ohne Filter analog dem Beispiel der Optik 231 (vgl. auch Durchlassverhalten Figur 3a) ausgeführten angenommenen Optiken mit einer Lichtwellenlange der Beleuchtungsintensität 419, 420, 421 und/oder 422 geprüft werden, also zwischen 800nm und 950nm. Ist eine an sich ohne weitere Filter ausgestattete Weißlicht-Optik montiert, so würden die entsprechenden Wellenlängen nur abgeschwächt oder stark abgeschwächt übertragen und mittels eines Bildsensors aufgenommen. Damit wäre bei Auswahl eines Hyperspektralmodus keine zuverlässige Bildgebung möglich, die Optik wäre „paarungsfalsch" zugeordnet und als solche erkennbar. Analog dazu wäre bei einem Durchlass beispielsweise der Wellenlängen 800nm, 850nm und 900nm eine Hyperspektraloptik als solche zu erkennen und beispielsweise in einem Weißlicht-Modus zu tolerieren und im Hyperspektralmodus als „paarungsrichtig" erkannt, sodass das Laparoskop-System 101 korrekt in Benutzung genommen werden kann.

[70] Für alle Beispiele sei hier der aufgeführte Wert von etwa 80% einer Intensität als Schwellwert für eine Erkennung beispielhaft genannt, der auch bei beispielsweise 50%, 60% oder auch 75% oder bei einem anderen zweckmäßigen Wert liegen kann. Je nach Optik, verwendetem Bildsensor, Belichtungszeit, Verstärkungsfaktor des verwendeten Bildsensors und/oder anderen Parameter kann damit ein

Schwellwert festgelegt werden, der ein Vorhandensein einer entsprechenden Lichtwellenlänge messbar darstellt.

[71] Ein Verfahrensablauf 901 stellt insgesamt eine mögliche Startprozedur bei der Inbetriebnahme des Laparoskop-Systems 101 beispielhaft dar. Es erfolgt zunächst ein Montieren 903 einer entsprechenden Optik auf das Griffstück 111 durch einen Bediener. Es sei hierbei angenommen, dass eine nicht paarungsrichtige, also eine paarungsfalsche Optik auf dem Griffstück 111 montiert ist, also die entsprechende Zusammenstellung aus Lichtquelle, Filtersystem sowie Bildsensor für die angestrebte Funktion nicht tauglich ist.

[72] Mittels einer Bedienangabe 905, welche beispielsweise das Drücken des Knopfes 120 an der Control-Unit 119 umfasst, löst der Bediener ein Hochfahren der Gesamteinheit aus. Es erfolgt dann ein Weißabgleich 907, bei dem das Laparoskop-System 101 beispielsweise in Richtung einer weißen Referenzfläche gerichtet wird. Sodann wird im Zuge des Weißabgleiches eine jeweilige Sequenz von Teillichtquellen analog der oben beschriebenen Beispiele geschaltet, und zwar in drei unterschiedlichen Zusammenstellungen. Vorliegend sei angenommen, dass zunächst alle Beleuchtungsintensitäten, dann nur die Beleuchtungsintensitäten 418 und 419 und nachfolgend die Beleuchtungsintensität 411 aktiviert werden. Damit sind die möglichen Zusammenstellungen der Optiken 231, 241 und 251 prüfbar. [73] Es erfolgt jeweils für die jeweilige Beleuchtung der Sequenz ein Vergleich 909, ein Vergleich 911 sowie ein Vergleich 913 mit dem erwarteten Spektralbereich, welcher mittels des Sensors 115 erkennbar sein müsste, sofern eine jeweilige Optik korrekt montiert wäre. Abschließend erfolgt ein Prüfen 915, ob entsprechend bei einer paarungsrichtig zugeordneten Optik hindurchgelassene und gesperrte Lichtwellenlängen am Bildsensor 115 detektierbar sind.

[74] Es sei hier angenommen, dass eine fehlerhafte Zusammenstellung erkannt wurde, sodann erfolgt eine Ausgabe 917 eines entsprechenden Ausgabetextes 125 auf dem Anzeigefeld 124 des Bildschirms 123, in dem der Bediener aufgefordert wird, eine korrekte Optik am Griffstück 111 zu montieren.

Bezugszeichenliste

101 Laparoskop-System

103 Griffbereich

105 Schaftbereich

107 Spitze

111 Griffstück

113 Anschlusskabel

115 Bildsensor

117 Koppelstelle

119 Control-Unit

120 Knopf

121 Linsensystem

123 Bildschirm

124 Anzeigefeld

125 Ausgabetext

131 Schaftoptik

133 Objektivlinse

135 Lichtquelle

137 Filtersystem

139 Optische Achse

150 Objekt

160 Betrachtungsbereich

231 Weißlicht-Optik

233 Objektivlinse

235 Lichtquelle

237 Filtersystem

241 Fluoreszenz-Optik

243 Objektivlinse 245 Lichtquelle

247 Filtersystem

251 Fluoreszenz-Optik

253 Objektivlinse

255 Lichtquelle

257 Filtersystem

301 Diagramm

303 Abszisse

305 Ordinate

307 Durchlassspektrum

309 Sperrspektrum

311 Diagramm

313 Abszisse

315 Ordinate

317 Durchlassspektrum

318 Sperrspektrum

319 Durchlassspektrum

321 Diagramm

323 Abszisse

325 Ordinate

327 Durchlassspektrum

328 Sperrspektrum

401 Diagramm

403 Abszisse

405 Ordinate

411 Beleuchtungsintensität

412 Beleuchtungsintensität

413 Beleuchtungsintensität 414 Beleuchtungsintensität

415 Beleuchtungsintensität

416 Beleuchtungsintensität

417 Beleuchtungsintensität

418 Beleuchtungsintensität

419 Beleuchtungsintensität

420 Beleuchtungsintensität

421 Beleuchtungsintensität

422 Beleuchtungsintensität

423 Beleuchtungsintensität

501 Diagramm

503 Abszisse

505 Ordinate

511 Funktion

513 Funktion

515 Funktion

521 Bereich

601 Diagramm

603 Abszisse

605 Ordinate

611 Funktion

613 Funktion

615 Funktion

701 Diagramm

703 Abszisse

705 Ordinate

711 Funktion

713 Funktion 715 Funktion

801 Diagramm

803 Abszisse

805 Ordinate 811 Funktion

813 Funktion

815 Funktion

821 Markierung

901 Verfahrensablauf 903 Montieren

905 Bedieneingabe

907 Weißabgleich

909 Vergleich

911 Vergleich 913 Vergleich

915 Prüfen

917 Ausgabe