用于腹腔镜手术的内窥镜制造技术

技术编号:38472195 阅读:17 留言:0更新日期:2023-08-11 14:48
本发明专利技术涉及一种用于腹腔镜手术的内窥镜,该内窥镜包括具有中轴线(8)、近端和远端的内窥镜杆(10)以及第一光路,该第一光路具有:布置在内窥镜杆(10)的远端处的棱镜,该棱镜具有光入射面和光出射面;从内窥镜杆(10)的远端观察布置在棱镜后方的透镜(4),该透镜具有光轴(11);以及从内窥镜杆(10)的远端观察布置在透镜(4)后方的光束偏转光学器件(5)。在此,棱镜的光入射面垂直于中轴线(8)取向,并且棱镜的光出射面与正交于中轴线(8)取向的第一空间轴线围成预给定的第一倾角。为了增大透镜(4)的数值孔径,透镜(4)的光轴(11)垂直于棱镜的光出射面布置。由此,透镜(4)具有比棱镜的光入射面更大的横截面。面更大的横截面。面更大的横截面。

【技术实现步骤摘要】
用于腹腔镜手术的内窥镜


[0001]本专利技术涉及一种用于腹腔镜手术的内窥镜,该内窥镜包括内窥镜杆。内窥镜杆具有中轴线、近端和远端以及第一光路,该第一光路具有布置在内窥镜杆的远端上的棱镜,该棱镜具有光入射面和光出射面。从内窥镜杆的远端观察,在棱镜的后面布置有具有光轴的透镜,并且从内窥镜杆的远端观察,在透镜的后面布置有光束偏转光学器件,其中,棱镜的光入射面垂直于中轴线取向,并且棱镜的光出射面与正交于中轴线取向的第一空间轴线围成预给定的第一倾角。

技术介绍

[0002]微创手术用于各种手术以减少对患者的创伤和疤痕。在此,通过小的切口实现用于特殊器械和内窥镜的入口,在所述入口上放置套管针。这些套管针被用作对在其中进行手术的体腔内的引导件,并且密封切口。在放置套管针之后,用气体(通常是CO2)填充体腔,以便为器械创造空间。
[0003]内窥镜用于使外科医生能够看视到手术区域中。现代内窥镜以数字方式工作,并由物镜、光束偏转光学器件和传感器组成,其中,刚性内窥镜和柔性内窥镜之间是不同的。
[0004]刚性内窥镜具有金属杆并且可以包括在杆的整个长度上延伸的光学器件。然后,通过位于杆的近端的一个或多个光电探测器进行图像记录。替代地,光电探测器被放置在远端附近,使得光程可以保持较短。
[0005]内窥镜的分辨能力主要由其数值孔径决定,该数值孔径与位于物镜和样品之间的材料的折射率和张角相关。张角又可以容易地通过透镜的直径来影响。在此,相对于杆以一定角度取向的透镜的布置对于分辨能力是有利的。实际上,需要提供不同的视角,使得内窥镜可以使用例如30
°
的直线观察方向和相对于杆倾斜的观察方向。
[0006]在US6,817,975B1中公开了这种内窥镜的示例,其中,既涉及笔直的内窥镜又涉及弯曲的内窥镜,中间图像成像在光学元件例如透镜中。以这种方式,中间图像在光学元件中成拱形地成像,从而相对于在其中中间图像位于光学元件之间的光学器件,实现了增大的数值孔径。
[0007]改善分辨能力的另一种可行方案在于,将内窥镜的输入透镜设计得尽可能大。这样的系统在DE102012110905A1中得到公开。在此,通过盖玻璃和扩散透镜将入射光导入棱镜中、经过两次全反射并且耦合输入具有较小直径的光学器件中。由此可以实现更高的数值孔径并且安装高分辨率的传感器。然而,这种结构仅对于弯曲的内窥镜是有意义的。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种用于笔直的内窥镜的光学器件,该光学器件具有更高的数值孔径,并因此具有改善的分辨能力。
[0009]该目的在开头所述的内窥镜中以如下方式实现,即,透镜的光轴垂直于棱镜的光出射面布置,并且透镜具有比棱镜的光入射面更大的横截面。这样,可以使用具有增加的数
值孔径的较大透镜,因为倾角允许将这样的透镜安装在空间受限的内窥镜杆内。
[0010]在一种有利的设计方案中,第一倾角为45
°
。以这种方式,可以适配透镜在该空间方向上的延伸,使得在最大化横截面和避免像差之间实现折衷。因此,通常可以增加透镜的直径。根据内窥镜杆内的空间条件和具体的设计,还可以使用透镜系统或套件组。这些组件也应当被统括在透镜的总称之下。
[0011]为了允许以最佳可能的质量成像,棱镜有利地被设计为鲍恩费恩德棱镜(Bauernfeind

Prisma)或施密特棱镜(Schmidt

Prisma),因为它们仅稍微影响成像。出于同样的原因,有利的是,光束偏转光学器件设计为具有移轴光束导向机制(Off

Axis

Strahlf
ü
hrung)的抛物面镜和/或设计为使光路平行于中轴线取向的另一棱镜。因此,光可以由一个或多个常规布置的图像传感器所记录,所述图像传感器如本领域中常见的那样垂直于内窥镜杆布置。因此,使结构得以简化并且避免了图像中的失真效应。同样可行的是,图像传感器平行于中轴线取向,并且借助于光束偏转光学器件使光偏转到该中轴线上。因此,光学结构可以更紧凑地构成。
[0012]为了进一步扩大透镜的横截面,棱镜的光出射面优选以如下方式取向,即,该光出射面与正交于中轴线且正交于第一空间轴线取向的第二空间方向围成预给定的第二倾角,该第二倾角优选为45
°
。这实现了:在最大数值孔径和成像质量之间获得了对于透镜的横截面的尺寸的最佳折衷。
[0013]棱镜优选由两个或更多个子棱镜组成,子棱镜彼此前后地布置,优选相互胶合。以这种方式,标准构件如鲍恩费恩德棱镜和/或作为施密特棱镜可用于本专利技术。
[0014]在另一有利的设计方案中,内窥镜包括第二光路,所述第二光路与第一光路的结构相同,其中,第一光路和第二光路相对于中轴线对称地布置。通过这种方式,可以基于本专利技术的基本概念实现立体内窥镜。这种结构使得能够更好地显示手术区域。
[0015]为了进一步优化立体内窥镜的杆内在其上建立的安装空间,在特别优选的实施例中,第一光路和第二光路相交或者彼此从旁经过。这使得在光学部件之间设置更多的空间成为可能,从而使得设计单独的部件以及避免涉及图像质量的折衷变得容易。
[0016]不言而喻,在不脱离本专利技术的范围的情况下,上述特征和下面将要解释的特征不仅可以以所述组合使用,而且能够以其他组合使用或单独使用。
附图说明
[0017]下面借助于实施例参照附图更详细地说明本专利技术,附图同样公开了本专利技术的重要特征。这些实施例仅用于说明的目的,并且不应被解释为限制性的。例如,对具有多个元件或部件的实施例的介绍不应被解释为指示所有这些元件或部件对于实现方案是必需的。相反,实施例实施例可包括替代元件和部件、更少的元件或部件、或附加的元件或部件。除非另有说明,不同实施例的元件或部件可以彼此组合。针对实施例中的一个实施例介绍的修改和变化也可以适用于其他实施例。为了避免重复,相同或彼此相应的元件在不同的附图中用相同的附图标记表示并且不再多次阐述。其中:
[0018]图1示出内窥镜的第一设计;
[0019]图2示出内窥镜的远端;
[0020]图3示出内窥镜的第二设计的示意图;
[0021]图4a、图4b示出放大透镜直径的原理。
具体实施方式
[0022]图1示出具有内窥镜杆10和内窥镜壳体17的内窥镜。光学结构元件被放置在内窥镜杆10内。在常规的棒状内窥镜中,入射光在内窥镜杆10的远端处入射到输入光学器件上,通过不同的光学元件形成,并且随后借助于棒状光学器件引导至内窥镜杆10的远端,内窥镜壳体17位于所述远端处。图像传感器在此大多布置在该内窥镜壳体中。替代地,在所谓的尖端芯片式(Chip

on

Tip)内窥镜的情况下,图像传感器可以被布置在内窥镜杆10的远端的区域中。在这种类型中,入射光同样通过相应的光学结构元件形成。然而,在尖端芯片式内窥镜的情况下,由于光直接入射到位于内窥镜杆10的远端处本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于腹腔镜手术的内窥镜,所述内窥镜包括内窥镜杆(10)和第一光路,所述内窥镜杆具有中轴线(8)、近端和远端,所述第一光路具有:i.布置在内窥镜杆(10)的远端处的棱镜(9),所述棱镜具有光入射面和光出射面,ii.从内窥镜杆(10)的远端观察,布置在棱镜(9)后面的透镜(4),所述透镜具有光轴(11),以及iii.从内窥镜杆(10)的远端观察,布置在透镜(4)后面的光束偏转光学器件,其中,棱镜(9)的光入射面垂直于中轴线(8)取向,并且所述棱镜(9)的光出射面与正交于所述中轴线(8)取向的第一空间轴线(X)围成预给定的第一倾角(α),其特征在于,透镜(4)的光轴(11)垂直于棱镜(9)的光出射面布置,并且所述透镜(4)具有比棱镜(9)的光入射面更大的横截面。2.根据权利要求1所述的内窥镜,其特征在于,所述第一倾角(α)为45
°
。3.根据权利要求1至2中任一项所述的内窥镜,其特征在于,所述棱镜(9)设计为鲍尔...

【专利技术属性】
技术研发人员:斯特凡
申请(专利权)人:阿瓦特拉医学有限公司
类型:发明
国别省市:

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