DE19626433A1 - Endoscope head arrangement with integrated image production arrangement - Google Patents

Endoscope head arrangement with integrated image production arrangement

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Abstract

The endoscope head includes a lighting arrangement, an endoscope optical system, an image detection arrangement, and signal transmission conductors. The light-emitting elements (3) are arranged at the front end (2), and an integrated image production arrangement (4) is provided behind the endoscope optical devices (5). A polarization filter (6) and two channels (10, 11) for a fluid are provided, if necessary, for the cooling of the image production arrangement. The light-emitting elements are preferably LEDs or electro-luminescence lamps. The image production arrangement includes preferably a charge coupled device (CCD) element, or photo-diodes, which are arranged in groups, or in a matrix.

Description

Die Erfindung betrifft einen Endoskopkopf für ein für diagnostische oder therapeutische Zwecke in Körperhohlräumen geeignetes Endoskop mit Beleuchtungseinrichtung, einer Endoskopoptik, einer Bilderfassungseinrichtung und Signalübertragungsleitungen.The invention relates to an endoscope head for a diagnostic or endoscope suitable for therapeutic purposes in body cavities Illumination device, an endoscope optics, an image capture device and signal transmission lines.

Bei Endoskopen wird ein Endoskopschlauch zur Untersuchung oder Behandlung von Objekten in Körperkavernen und -tuben, wie beispielsweise Lunge, Magen und Darmtrakt, in denen kein Außenlicht vorhanden ist, insbesondere auch zur Erkennung von Krebs im Frühstadium, verwendet.With endoscopes, an endoscope tube is used for examination or Treatment of objects in body caverns and tubes, such as Lungs, stomach and intestinal tract, in which there is no external light, used in particular for the detection of early cancer.

Dabei ist bekannt, mittels einer fotosensitiven Substanz, die eine Affinität zu Tumoren hat, beispielsweise einem Hematoporphyrin-Derivat (HpD), das sich um die Krebszellen herum an lagern kann und bei Bestrahlung mit Laserlicht fluoresziert, Untersuchungen von Krebs im Frühstadium vorzunehmen. Dieses Verfahren ist aber wegen der Nebenwirkungen einer Substanz wie ein Hematoporphyrin-Derivat für den menschlichen Körper nicht ratsam. Außerdem ist beim Einsatz von Laserlicht ein teurer Laserlichtgenerator erforderlich, sowie ein speziell für diesen Einsatz konstruiertes Endoskop. Ein derartiges System ist folglich sehr teuer. Darüber hinaus spielt die mögliche selektive Schädigung des Gewebes durch das gepulste Farbstofflaserlicht eine besondere Rolle. Deshalb werden derartige Geräte optimal zur Behandlung von Gefäßverengungen verwendet.It is known to use an photosensitive substance that has an affinity for Tumors, for example a hematoporphyrin derivative (HpD), which is can accumulate around the cancer cells and when irradiated with laser light fluoresces to make examinations of early cancer. This However, the procedure is because of the side effects of a substance Hematoporphyrin derivative not advisable for the human body. There is also an expensive laser light generator when using laser light required, as well as an endoscope specially designed for this application. A such a system is therefore very expensive. In addition, the possible plays selective damage to the tissue by the pulsed dye laser light special role. Therefore, such devices are ideal for treatment used by vasoconstrictions.

Aus der DE-OS 41 33 493 ist ein diagnostisches Gerät zur Erkennung von Krebs im Frühstadium bekannt, das ein Endoskop aufweist, bei welchem von einer externen Beleuchtungslichtquelle ausgehendes Beleuchtungslicht über ein am distalen Ende eines Einführteils angeordnetes Beleuchtungsfenster auf ein Objekt geworfen wird und bei welchem ein Objektbild, welches von einem am distalen Ende des Einführteils angeordneten optischen Objektivsystems gebildet wird, über ein Bildübertragungsmittel aus dem Einführteil heraus übertragen wird, so daß eine Bildbetrachtung möglich ist.DE-OS 41 33 493 is a diagnostic device for the detection of Early cancer known to have an endoscope in which of from an external illuminating light source an illumination window arranged at the distal end of an insertion part an object is thrown and in which an object image which is from a  optical lens system arranged at the distal end of the insertion part is formed via an image transmission means out of the insertion part is transmitted so that an image viewing is possible.

Die für ein Anregungslicht erforderliche Wellenlänge zwischen 400 nm und 500 nm für das Beleuchtungslicht, bei der ein lebender Organismus fluoreszierendes Licht erzeugt, wird mittels eines in dem Beleuchtungsweg zwischen der Beleuchtungslichtquelle und dem Objekt angeordneten Wellenlängen-Auswahlfilter erhalten. Ein zweiter Wellenlängen-Auswahlfilter, der derart ausgelegt ist, daß er das fluoreszierende Licht zwischen 500 nm und 600 nm überträgt, nicht jedoch das über den ersten Filter übertragene Licht, ist im Betrachtungslichtweg am äußeren Ende des Okulars vorgesehen. In einer Variante des Geräts ist das Bildübertragungs-mittel als Festkörper- Bilderzeugungseinrichtung ausgebildet, die das zu betrachtende Bild in Form von elektrischen Signalen überträgt. Der Hauptnachteil dieses Geräts besteht in der Verwendung einer externen Lichtquelle und von Lichtleiterfaserbündeln zur Übertragung des Beleuchtungslichts und des Bildübertragungslichts, was neben einer geringen Bildauflösung und Platzmangel im Endoskopschlauch zur Folge hat, daß der Endoskopschlauch verhältnismäßig dick ausgebildet sein muß und seine Biegsamkeit gering ist.The wavelength between 400 nm and 500 required for an excitation light nm for the illuminating light at which a living organism fluorescent light is generated by means of one in the illumination path arranged between the illuminating light source and the object Get wavelength selection filter. A second wavelength selection filter, which is designed so that it the fluorescent light between 500 nm and Transmits 600 nm, but not the light transmitted through the first filter provided in the viewing light path at the outer end of the eyepiece. In a The variant of the device is the image transmission medium as a solid-state Image generating device designed to form the image to be viewed of electrical signals. The main disadvantage of this device is in the use of an external light source and fiber optic bundles to transmit the illumination light and the image transmission light what in addition to a low image resolution and lack of space in the endoscope tube The result is that the endoscope tube is made relatively thick must and its flexibility is low.

Die DE-PS 41 10 228 beschreibt eine Anordnung zum endoskopischen Erkennen von kanzerösem Gewebe, das durch einen durch Licht zur Fluoreszenz anregbaren Stoff markiert ist, mit einem ersten Lichtleiter, der an eine externe Lichtquelle angeschlossen ist und über den das Gewebe intermittierend beleuchtbar ist, und einem zweiten Lichtleiter, über den das durch das Licht angeregte Fluoreszenzlicht einem optoelektronischen Wandler in Form einer Videokamera zugeführt wird an den eine Auswertevorrichtung mit wenigstens zwei Videospeichern angeschlossen ist. Durch die für das Einzelbild zur Verfügung stehenden Gesamtbelichtungszeiten und damit Gesamtaufnahmezeit für die Fluoreszenz kann bei ausreichender Dynamik auch mit niedrigeren HpD-Gaben und so mit einer geringeren Belastung des Patienten gearbeitet werden. Als Lichtquelle zur Anregung der Farbstoff- Fluoreszenz kann ein Argon-Ionen-Laser mit den beiden Hauptlinien 514 und 488 nm verwendet werden. Diese beiden Wellenlängen im grünen Bereich regen einen Ein-Photonen-Prozeß an, der in einem Wellenlängenbereich von 600 bis 700 nm fluoresziert und das grüne Licht weist noch eine gute Eindringtiefe auf. Der Hauptnachteil auch dieses Gerätes besteht in der Verwendung einer externen Lichtquelle und von Lichtleiterfaserbündeln zur Übertragung des Beleuchtungslichts und des Bildübertragungslichts und damit verbunden in einer geringen Bildauflösung sowie einem dicken Endoskopschlauch mit geringer Biegsamkeit.DE-PS 41 10 228 describes an arrangement for endoscopic Detection of cancerous tissue caused by light Fluorescence stimulable substance is marked with a first light guide that is attached to it an external light source is connected and through which the tissue can be illuminated intermittently, and a second light guide, via which the fluorescent light excited by the light an optoelectronic transducer in the form of a video camera is supplied with an evaluation device at least two video memories is connected. By for that Single image available total exposure times and thus Total exposure time for fluorescence can be with sufficient dynamics even with lower HpD doses and thus with a lower burden on the Patients are worked. As a light source to excite the dye  Fluorescence can be an argon ion laser with the two main lines 514 and 488 nm can be used. These two wavelengths in the green stimulate a one-photon process in a wavelength range of 600 to 700 nm fluoresces and the green light still shows a good one Depth of penetration. The main disadvantage of this device too is that Use of an external light source and fiber optic bundles for Transmission of the illuminating light and the image transmission light and thus combined in a low image resolution and a thick one Endoscope tube with little flexibility.

Die Firma Olympus Optical Co GmbH, Hamburg, DE bietet derzeit in zahlreichen Prospekten eine Vielzahl von Endoskopen in Form von Coloskopen, Duodenoskopen, Gastroskopen und Bronchoskopen an, die zum Teil auch zur elektronischen Erfassung, Speicherung und Auswertung der Beobachtungsergebnisse mittels einer extrakorporalen Videokamera, zum Beispiel der Olympus-Videokamera OTV-F2 betrieben werden können. Die Kamera ist mit CCD-Elementen (charge coupled devices) ausgerüstet, um eine kleine Bauform bei hohem Auflösungsvermögen der Bilder zu erreichen, aber die verwendeten Endoskope haben auch bei diesem Gerät den Nachteil der Verwendung einer externen Lichtquelle und der Verwendung von Lichtleiterfaserbündeln zur Übertragung des Beleuchtungslichts und des Bildübertragungslichts, was trotz der angegebenen Vielzahl von Lichtleiterfasern eine verhältnismäßig geringe Bildauflösung zur Folge hat. Auch bestehen hier weiterhin die zuvor beschriebenen Probleme mit dem Endoskopschlauch und den Gerätekosten.Olympus Optical Co GmbH, Hamburg, DE currently offers in numerous prospectuses a variety of endoscopes in the form of Coloscopes, duodenoscopes, gastroscopes and bronchoscopes are used for Part also for electronic recording, storage and evaluation of the Observation results using an extracorporeal video camera to Example of the Olympus video camera OTV-F2 can be operated. The Camera is equipped with CCD elements (charge coupled devices) to achieve a small design with high resolution of the images, but the endoscopes used also have the disadvantage with this device the use of an external light source and the use of Optical fiber bundles for transmitting the illuminating light and the Image transmission light, what despite the stated variety of Optical fibers have a relatively low image resolution. The problems with the previously described also continue to exist here Endoscope tube and the device costs.

Aus der DD-Patentschrift 233 299 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Augenuntersuchung theoretisch beschrieben, bei denen Emitter für elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von UV-Strahlung bis zu infraroter Strahlung, deren Frequenz stufenlos veränderbar ist, vorgesehen sind. Ein optisches System, das optoelektronische Bauelemente, in unterschiedlichen Konfigurationen angeordnet, als Empfänger aufweist, um Reflexe, speziell bei der Untersuchung von Augenabschnitten, zu erfassen und nachfolgend elektronisch weiterzuverarbeiten, ist ebenfalls genannt. Die Vorrichtung kommt jedoch nicht ohne ein zusätzliches optisches System und auch nicht ohne Lichtleiterfasern aus, so daß auch hier die im vorangegangenen erörterten Nachteile der Lichtverluste vorhanden sind. Auch würden hier bei einer Verwendung dieses Systems in einem endoskopartigen Gerät die genannten Nachteile einer geringen Bildauflösung und des Platzmangels im Endoskopschlauch auftreten.DD device 233 299 describes an apparatus and a method for Eye examination theoretically described, where emitters for electromagnetic waves in the frequency range from UV radiation to infrared radiation, the frequency of which is infinitely variable, provided are. An optical system, the optoelectronic components, in arranged in different configurations as a receiver Detect reflexes, especially when examining eye sections  Subsequent further processing electronically is also mentioned. The However, the device does not come without an additional optical system and also not without optical fibers, so that here too previously discussed disadvantages of light losses are present. Also would use here when using this system in an endoscopic Device the disadvantages of low image resolution and the Lack of space in the endoscope tube.

Bekannt ist aus der DD-Patentschrift 233 463 auch ein kombiniertes optoelektronisches Bauelement, in dem lichtemittierende Dioden oder Laserdioden mit CCD-Elementen in einem gemeinsamen Bauelement angeordnet und gemeinsam in Gruppen oder einzeln ansteuerbar und auslesbar sind. Mit Hilfe der in vielen verschiedenen möglichen Konfigurationen kombiniert angeordneten Bauelemente soll es möglich sein, farbige Schirmbilder im multispektralen Bereich zu erhalten, die im medizinischen Bereich zur Erkennung und Beobachtung pathologischer Erscheinungsformen anwendbar sind und auch elektronisch gespeichert werden können. Dieses Bauelement dient zur Erkennung und Abtastung von Strukturformen oder zur Betrachtung von außen zugänglicher Beobachtungsobjekte und ist für eine Verwendung in Endoskopen weitgehend ungeeignet. Es ist insbesondere zur Messung von Reflexwinkeln gedacht und nicht für die Betrachtung von Objekten in Körperkavernen und -tuben, in denen kein Außenlicht vorhanden ist.A combined is also known from DD patent specification 233 463 optoelectronic component in which light-emitting diodes or Laser diodes with CCD elements in a common component arranged and controllable together in groups or individually and are readable. With the help of many different possible Configurations, components arranged in a combination should be possible to get colored screens in the multispectral range, which in the medical area for the detection and observation of pathological Manifestations are applicable and also stored electronically can be. This component is used for the detection and scanning of Structural forms or more accessible for viewing from the outside Observation objects and is largely for use in endoscopes not suitable. It is especially intended for measuring reflex angles and not for viewing objects in body caverns and tubes in which there is no outside light.

Beide DD-Schriften beschreiben theoretisch Systeme die in der Praxis nicht erprobt sind und unter mangelnder Ausführbarkeit litten.Both DD fonts theoretically describe systems that do not work in practice are tried and suffered from a lack of practicability.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher das Problem zugrunde, herkömmliche Endoskope der genannten Bauarten zu verbessern, die Bildauflösung zu erhöhen und die Kosten gegenüber bekannten Vorrichtungen, zum Beispiel solchen mit Laserlichteinrichtungen, erheblich zu senken. The present invention is therefore based on the problem to improve conventional endoscopes of the types mentioned, the Increase image resolution and cost over known devices, such as those with laser light devices.  

Das Problem wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.The problem is solved by the features of claims 1 and 14. Advantageous developments of the invention are covered in the subclaims.

Der erfindungsgemäße, zum Anbau an ein handelsübliches Endoskop geeignete Endoskopkopf ist an seiner distalen Stirnseite mit lichtemittierenden Elementen sowie mit einer integrierten, z. B. opto-elektronischen Erfassungseinrichtung zur Bilderzeugung, einer vorgelagerten Endoskopoptik und in speziellen Ausführungsformen mit einem Polarisationsfilter versehen. Er weist zudem Kanäle zum Hindurchleiten eines Fluids zur Kühlung der Bilderzeugungseinrichtung auf.The invention, for attachment to a commercially available endoscope Suitable endoscope head is light-emitting on its distal face Elements as well as with an integrated, for. B. opto-electronic Detection device for image generation, an upstream endoscope optics and in special embodiments provided with a polarization filter. He also has channels for the passage of a fluid for cooling the Imaging device on.

Als lichtemittierende Elemente werden vorteilhaft lichtemittierende Dioden (LED) verwendet, es können aber auch Elektroluminiszenzlampen (ELL) als lichtemittierende Elemente verwendet werden. Diese können ohne handelsübliche Gehäuse oder Glaskapseln direkt als Halbleiterteil eingebaut werden.Light-emitting diodes are advantageously used as light-emitting elements (LED) is used, but electroluminescent lamps (ELL) can also be used light emitting elements are used. These can be done without commercially available housings or glass capsules installed directly as a semiconductor part will.

Die Bilderzeugungseinrichtung ist vorteilhaft als CCD-Element, zweckmäßig in Form einer CCD-Matrix oder anderen gruppenweisen Anordnung ausgeführt. Als CCD-Element wird generell eine Baugruppe oder ein Chip mit CCD-Zellen zur pixelorientierten Erfassung von Lichtimmissionen definiert.The image generation device is advantageous as a CCD element, expediently in Formed a CCD matrix or other group arrangement. An assembly or a chip with CCD cells is generally used as the CCD element defined for pixel-oriented detection of light emissions.

Durch den Verzicht auf ein Lichtleiterfaserbündel ist eine um etwa den Faktor 10 höhere Bildauflösung zu erreichen, weil die gesamte eng mit z. B. 1032 CCD′s bestückte Pixel-Oberfläche des Chips genutzt werden kann.By not using an optical fiber bundle, one is about the factor 10 higher image resolution to achieve, because the whole closely with z. B. 1032 CCD’s populated pixel surface of the chip can be used.

Es können aber auch hochwertige dicht gestaffelte Fotodiodenanordnungen mit unterteilten Strukturen und hoher Bildauflösung als Bilderzeugungseinrichtung Verwendung finden. Hierfür sind Differenz-, Quadranten-, Kreis-, und Kreisringfotodioden und Arrays zweckmäßig anwendbar.However, high-quality, staggered photodiode arrays can also be used divided structures and high image resolution as an image generation device Find use. For this are difference, quadrant, circular, and Annular ring photodiodes and arrays are useful.

Weitere Vorteile können durch den Einsatz von wellenlängensensitiven Avalanche-Fotodioden gegeben sein, insbesondere durch den Vorteil einer preiswerten bild-verstärkerähnlichen Wirkung, die Modulationen bis zu 200 MHz und unter Umständen darüber erlauben. Dabei werden die Fotodioden mit einer sinusförmig modulierten Spannung versorgt, die je nach angelegter Frequenz zu einem kurzzeitigen elektronischen Verschluß der Diode führt. Mit Hilfe dieser Modulation im Bereich von vorzugsweise 10 bis 100 MHz ist die Trennung von schnell und langsam abklingenden Fluoreszenzen möglich. Durch den Einsatz von Fotodioden ist es durch deren potentiell hohe Auslesegeschwindigkeit möglich, auch Streuphänomene des Lichtes quantitativ zu erfassen und so bei Bedarf ballistische Photonen nachzuweisen. Bei höherfrequenten Modulationen kann das Streulicht, das infolge seiner Ablenkung einen längeren Weg zurücklegt, von direkt auf die Diode treffenden Photonen getrennt werden, um so beispielsweise eine biologische Probe in einer milchig-trüben Flüssigkeit nachzuweisen.Additional advantages can be gained by using wavelength-sensitive devices Avalanche photodiodes can be given, in particular by the advantage of a  inexpensive image amplifier-like effect, the modulations up to 200 MHz and possibly allow above. The photodiodes are included a sinusoidal modulated voltage, which depends on the applied Frequency leads to a short-term electronic closure of the diode. With This modulation is in the range of preferably 10 to 100 MHz Fast and slow fading fluorescence can be separated. By using photodiodes, it is by their potentially high Reading speed possible, quantitative scattering phenomena of light to capture and thus to detect ballistic photons if necessary. At Higher frequency modulations can cause the stray light that is due to its Distraction travels a long way from directly hitting the diode Photons are separated so that, for example, a biological sample in a milky, cloudy liquid.

Die Fluoreszenzanregung kann mit einfarbigen, zum Beispiel blauen, grünen oder roten LED-Chips in Verbindung mit einem Schwarz-Weiß-CCD-Chip mit dichroichen Filtern (Durchlässigkeit < 56 nm) vorgenommen werden. Mit Hilfe der genannten farbigen LED-Chips ist eine Fluoreszenzanregung von natürlichen oder verabreichten Porphyrinen möglich und zwar in den jeweiligen Absorptionsbanden im blauen, grünen und roten Bereich. Damit ist die Fluoreszenzemission im Bereich von 680 nm über den mit dem genannten Filter versehenen Schwarz-Weiß-CCD-Chip möglich. Eine Hochfrequenzansteuerung der LED erlaubt, in Verbindung mit dem ebenfalls angesteuerten CCD-Chip, die Trennung der verschiedenen Fluoreszenzen nach ihrer Abklingzeit. Bevorzugtes Ziel ist die quantitative Messung der roten Porphyrinfluoreszenz mit Halbwertzeiten zwischen 10 und 15 ns.The fluorescence excitation can be with monochrome, for example blue, green or red LED chips in conjunction with a black and white CCD chip dichroic filters (permeability <56 nm) are made. With help of the colored LED chips mentioned is a fluorescence excitation of natural or administered porphyrins possible in the respective Absorption bands in the blue, green and red area. So that's it Fluorescence emission in the range of 680 nm above that mentioned Filtered black and white CCD chip possible. A high frequency control of the LED in connection with the also controlled CCD chip, the separation of the different Fluorescence after its cooldown. The preferred goal is quantitative Measurement of red porphyrin fluorescence with half-lives between 10 and 15 ns.

Durch Kombination und Einzelansteuerung verschiedener Chipfarben können zusätzliche Informationen erkennbar werden. So ist die Eindringtiefe des grünen beziehungsweise roten Lichtes erheblich höher, als die des blauen Lichtes, wodurch zum Beispiel submukös wachsende Tumoren sichtbar gemacht oder die Tiefenausdehnung oberflächlich bereits mit blauem Licht darstellbarer Tumore nichtinvasiv erfaßt werden kann.By combining and individually controlling different chip colors additional information becomes recognizable. So is the depth of penetration of the green or red light significantly higher than that of the blue Light, which, for example, makes submucosal growing tumors visible made or the depth expansion already superficially with blue light  representable tumors can be detected non-invasively.

Eine weitere bevorzugte Anwendung stellt der Einsatz verschiedenfarbiger, roter, grüner und blauer LED in Verbindung mit einem Schwarz-Weiß-CCD-Chip ohne Filter dar. Durch sequentielle Beleuchtung mit den Farben rot, grün und blau und einer entsprechend synchronisierten Auslösung des Schwarz- Weiß-CCD-Chips ist die Erzeugung sehr hoch auflösender Farbbilder möglich, da jeweils der gesamte CCD-Chip für eine Spektralfarbe zur Verfügung steht.Another preferred application is the use of different colored, red, green and blue LEDs in conjunction with a black and white CCD chip without filter. By sequential lighting with the colors red, green and blue and a correspondingly synchronized triggering of the black White CCD chips can produce very high-resolution color images, because the entire CCD chip is available for one spectral color.

Zwar sind endoskopische Anordnungen bekannt, in denen ebenfalls Schwarz- Weiß-CCD-Chips eingesetzt werden, die Beleuchtung erfolgt jedoch konventionell über einen Faserlichtleiter und eine Xenon-Lichtquelle, zwischen denen ein Filterrad mit Rot-, Grün- und Blaufiltern angeordnet ist. Der vorgesehene Einsatz von farbigen LED würde somit den Verzicht auf teure analoge Lichtquellen und deren Bildübertragungsleiter erlauben. Die frei wählbaren, sehr kurzen, Verschlußzeiten der LED verhindern zudem das Auftreten von Bewegungsartefakten.Endoscopic arrangements are known in which black White CCD chips are used, but the lighting is done conventionally via a fiber optic and a xenon light source, between which a filter wheel with red, green and blue filters is arranged. Of the Intended use of colored LEDs would thus dispense with expensive allow analog light sources and their image transmission conductors. The free selectable, very short, shutter speeds of the LED also prevent this Occurrence of motion artifacts.

Eine dritte mögliche bevorzugte Anwendung stellt die Kombination verschiedenfarbiger, roter, grüner und blauer LED in Verbindung mit einem Farb-CCD-Chip dar. Da der CCD-Chip bereits über Farbfilter verfügt, ist es möglich, durch Auslesen des roten Kanals nach Blau- und Grünanregung ein Fluoreszenzbild auszuwerten, beziehungsweise durch gleichzeitige Rot-, Grün- und Blauanregung ein konventionelles Farbbild zu erhalten. Vorteil einer solchen Anordnung wäre das einfache Umschalten zwischen Farb- und Fluoreszenzdarstellung. Nachteilig ist jedoch eine im Vergleich zum Schwarz- Weiß-CCD-Chip um den Faktor 5 verminderte Lichtempfindlichkeit sowie eine geringere Auflösung, da sich die Farbbilder bereits auf dem Chip befinden und somit die effektive Auflösung um den Faktor 3 vermindern.A third possible preferred application is the combination different colored, red, green and blue LED in connection with one Color CCD chip. Since the CCD chip already has color filters, it is possible by reading out the red channel after blue and green excitation Evaluate fluorescence image, or by simultaneous red, green and blue excitation to get a conventional color image. Advantage one such an arrangement would be the simple switching between color and Fluorescence display. However, a disadvantage compared to the black White CCD chip reduced light sensitivity by a factor of 5 as well as a lower resolution because the color images are already on the chip and thus reduce the effective resolution by a factor of 3.

Zweckmäßig werden die lichtemittierenden Elemente kranzförmig um die CCD- oder Fotodioden-Anordnung herum angeordnet, um eine gute Ausleuchtung des zu betrachtenden Objekts zu gewährleisten. The light-emitting elements are expediently ring-shaped around the CCD or photodiode array arranged around for good illumination to ensure the object to be viewed.  

Unter besonderen Gesichtspunkten kann es vorteilhaft sein, die lichtemittierenden Elemente einzeln, in Gruppen oder alle gleichzeitig anzusteuern, zum Beispiel segmentmäßig, um durch eine Beleuchtung aus unterschiedlichen Richtungen einen räumlichen Eindruck zu erhalten, oder sie einzeln oder in Gruppen wechselweise oder nach der Art eines umlaufenden Lichtes anzusteuern.From a special point of view, it can be advantageous light-emitting elements individually, in groups or all at the same time to be controlled, for example in segments, to be switched off by lighting different directions to get a spatial impression, or them individually or in groups alternately or in the manner of a circulating To drive light.

Das zur Kühlung der Bilderzeugungseinrichtung durch den Endoskopkopf hindurchgeleitete Fluid kann sowohl ein Gas sein, als auch eine Flüssigkeit. Dabei kann das hindurchgeleitete gasförmige Fluid durch einen Kanal ein- und durch einen anderen Kanal ausströmen und dabei die Elemente im Endoskopkopf frei umströmen. Ist das hindurchgeleitete Fluid eine Flüssigkeit, muß diese in einem geschlossenen Kreislauf durch den Endoskopkopf geführt werden. Dann ist es sinnvoll, die Bilderzeugungseinrichtung mit thermischen Ableiteinrichtungen zu versehen, die in den Kühlungsfluidkreislauf eingeführt sind oder zumindest an entsprechende Wärmetauscherflächen angekoppelt werden. Diese thermische Ableitung kann zweckmäßig als Draht oder Band aus gut wärmeleitendem Material ausgebildet sein, vorzugsweise aus Silber oder Kupfer, welche mittels üblicher Bond- oder Lötverbindungen mit dem Chip und dem Wärmetauscher verbindbar sind.That for cooling the imaging device through the endoscope head fluid passed through can be both a gas and a liquid. The gaseous fluid passed through can enter and exit through a channel flow out through another channel and thereby the elements in the Flow freely around the endoscope head. If the fluid passed through is a liquid, must be guided through the endoscope head in a closed circuit will. Then it makes sense to use thermal imaging equipment To provide discharge devices that are introduced into the cooling fluid circuit are or at least coupled to corresponding heat exchanger surfaces will. This thermal dissipation can be conveniently as a wire or tape be made of good heat-conducting material, preferably silver or copper, which is connected to the chip by means of conventional bond or solder connections and the heat exchanger can be connected.

Zur Zuführung des Kühlmittels zum Endoskopkopf können vorteilhaft die ursprünglich oder bei Endoskopen nach dem Stand der Technik für die Lichtleiter im Endoskopschlauch vorgesehenen Kanäle Verwendung finden, ohne daß der Schlauch seine Biegsamkeit verliert.To supply the coolant to the endoscope head can advantageously originally or in the case of endoscopes according to the prior art for the Light guides are provided in the channels provided in the endoscope tube, without the hose losing its flexibility.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der in den zugehörige Figuren schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.The invention is intended to be described in the accompanying figures schematically illustrated preferred embodiments explained in more detail will.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen ersten erfindungsgemäßen Endoskopkopf mit Gaskühlung und CCD-Elementen sowie LED-Beleuchtung; Figure 1 shows a first endoscope head according to the invention with gas cooling and CCD elements and LED lighting.

Fig. 2 einen zweiten erfindungsgemäßen Endoskopkopf mit Flüssigkeitskühlung und Fotodioden sowie ELL-Beleuchtung. Fig. 2 shows a second endoscope head according to the invention with liquid cooling and photodiodes and ELL lighting.

Identische oder gleichwirkende Teile sind im folgenden mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or equivalent parts are the same with the following Provide reference numerals.

Der erfindungsgemäße Endoskopkopf 1 gemäß Fig. 1 mit Kupplung 20 für einen nicht dargestellten Endoskopschlauch ist an seiner dem zu untersuchenden Objekt 18 zugewandten Stirnseite 2 mit lichtemittierenden Elementen 3 und einer Bilderzeugungseinrichtung 4, zum Beispiel einer CCD-Matrix, versehen, und weist eine Endoskopoptik 5 und eine transparente Abdeckung, hier ein Polarisationsfilter 6, auf. Durch einen Kanal 7 sind die Zuleitungen 8 zu den lichtemittierenden Elemente 3, hier ein Kranz von LED-Dioden, und die Signal- oder Ausleseleitung 9 der CCD-Matrix 4, welche mit einer extrakorporalen Elektronik verbunden ist, zu diesen geführt. Weiterhin sind Kanäle 10 und 11 zum Hindurchleiten eines gasförmigen Fluids zur Kühlung der Bilderzeugungseinrichtung 4 vorgesehen. Dabei kann das hindurchgeleitete gasförmige Fluid durch einen der Kanäle 10 ein- und durch den anderen Kanal 11 rückströmen - zu einer ebenfalls extrakorporalen Aufbereitungs- und Speiseeinrichtung. Die Elemente der Bilderzeugungseinrichtung 4 im Endoskopkopf 1 werden frei umströmt oder an wenigstens einer Seite kontaktiert, um die entstehende Wärme abzuführen, wie es durch die Pfeile angedeutet ist. Als Kühlmittelkanäle 10, 11 können beim Anbau des Endoskopkopfes 1 an einen konventionellen Endoskopschlauch 12 mit einem Manipulatorkanal 13, durch den zum Beispiel eine Biopsiezange 14 an das Objekt 18 geführt werden kann, die bei Endoskopen nach dem Stand der Technik für die Lichtleiter vorgesehenen Kanäle Verwendung finden. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, ein an einer Organoberfläche 18 vorhandenes Frühkarzinom 19 zu diagnostizieren und mit der Biopsiezange 14 eine Gewebeprobe zu entnehmen.The endoscope head 1 according to the invention according to FIG. 1 with a coupling 20 for an endoscope tube (not shown) is provided on its end face 2 facing the object 18 to be examined with light-emitting elements 3 and an image generating device 4 , for example a CCD matrix, and has endoscope optics 5 and a transparent cover, here a polarization filter 6 . Through a channel 7 , the leads 8 to the light-emitting elements 3 , here a ring of LED diodes, and the signal or read-out line 9 of the CCD matrix 4 , which is connected to an extracorporeal electronics, are led to these. Furthermore, channels 10 and 11 are provided for the passage of a gaseous fluid for cooling the imaging device 4 . The gaseous fluid passed through it can flow in through one of the channels 10 and flow back through the other channel 11 - to a likewise extracorporeal preparation and feeding device. The elements of the image generation device 4 in the endoscope head 1 are freely flowed around or contacted on at least one side in order to dissipate the heat generated, as indicated by the arrows. When the endoscope head 1 is attached to a conventional endoscope tube 12 with a manipulator channel 13 , through which, for example, a biopsy forceps 14 can be guided onto the object 18 , the coolant channels 10 , 11 that can be used in endoscopes according to the prior art for the light guides Find. With the aid of the device according to the invention, it is possible to diagnose an early carcinoma 19 present on an organ surface 18 and to take a tissue sample with the biopsy forceps 14 .

Alternativ zur Gasrückführung kann vorgesehen sein, inertes Flüssiggas zu verwenden und durch die Leitung 10 an die Bilderfassungseinrichtung zu führen und dort im Raum 22 zu expandieren. Anstelle einer Rückströmung durch den Kanal 11 kann das entstandene Gas durch den Abzweig 21 via Kanal 13 an das Objekt 18 geführt werden. Dadurch ergeben sich zwei Anwendungszwecke. Das Gas kann der lokalen Vereisung für eine anschließende Therapie dienen oder die veränderten Emission des lokal gekühlten Objektes in eine Beobachtung einbezogen werden. Dadurch ergibt sich ein Kontrastbild zu einem Objekt unter Normaltemperaturbedingungen, wobei zusätzlich auch Polfilter 6 mit geeigneten Polarisationsebenen unterstützend wirken können.As an alternative to the gas recirculation, it can be provided to use inert liquid gas and to lead it through line 10 to the image capturing device and to expand it in space 22 . Instead of a backflow through the channel 11 , the resulting gas can be passed through the branch 21 via channel 13 to the object 18 . This results in two applications. The gas can be used for local icing for subsequent therapy or the changed emission of the locally cooled object can be included in an observation. This results in a contrast image to an object under normal temperature conditions, in which case polarizing filters 6 with suitable polarization planes can also have a supporting effect.

Additiv kann durch Kühlung eine lokale Erwärmung des Objektes durch die Beleuchtung kompensiert werden.Additive can cause local heating of the object by cooling Lighting can be compensated.

Gemäß Fig. 2 umfassen die optisch-elektronischen Elemente des Endoskopkopfes 25, hier ELL-Arrays 23 neben einem nur den Optikblock 5 abdeckenden Polarisationsfilter 26 sowie einen Fotodiodenchip 24. Das Kühlfluid ist hier eine Flüssigkeit, z. B. Kühlwasser. Es wird in einem geschlossenen Kreislauf 15 durch den Endoskopkopf 1 geführt werden. Dabei ist es sinnvoll, daß die Fotodioden-Anordnung mit einer thermischen Ableitung, zum Beispiel in Form von Kühlkörpern oder Kühlblechen 16 versehen ist, von denen thermische Ableitvorrichtungen 17 zum Wärmeaustausch in den Kühlungskreislauf 15 eingeführt sind, wenn das Kühlfluid nicht direkt an den Kühlkörpern oder Kühlblechen vorbeiströmen kann. Diese thermischen Ableitungen können zweckmäßig als Draht oder Band aus gut wärmeleitendem Material ausgebildet sein, vorzugsweise aus Silber oder Kupfer.According to FIG. 2, the optoelectronic elements of the endoscope head 25 , here ELL arrays 23, comprise a polarization filter 26 that only covers the optics block 5 and a photodiode chip 24 . The cooling fluid is a liquid here, e.g. B. cooling water. It will be passed through the endoscope head 1 in a closed circuit 15 . It makes sense that the photodiode arrangement is provided with a thermal dissipation, for example in the form of heat sinks or cooling plates 16 , of which thermal dissipation devices 17 for heat exchange are introduced into the cooling circuit 15 when the cooling fluid is not directly on the heat sinks or Cooling plates can flow past. These thermal dissipations can expediently be in the form of wire or tape made of a material which is a good conductor of heat, preferably of silver or copper.

Alternative Ausführungsformen aus der Kombination der Funktionen Beleuchtung, Polarisation, Bilderzeugung und Kühlung - gegebenenfalls auch weiterer Komponenten in Unterkombination können vom Fachmann ebenfalls vorgesehen werden, z. B. ELL-Beleuchtung, CCD-Elemente, Flüssigkeitskühlung, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Alternative embodiments from the combination of functions Illumination, polarization, imaging and cooling - if necessary also further components in sub-combination can also be obtained by a person skilled in the art be provided, e.g. B. ELL lighting, CCD elements, liquid cooling, without leaving the scope of the invention.

Diese Endoskopausführungen bzw. Diagnoseverfahren bieten im Zusammenwirken mit einem nicht dargestellten Steuer- und Regelkreis für die Lichtsteuerung und die Signalauswertung der Bilderzeugungseinrichtung 4 sowie die sonstigen Geräteparameter folgende Vorteile:
Durch den Verzicht auf Lichtleiterfaserbündel wird eine höhere Bildauflösung, etwa um den Faktor 10 erreicht. Durch den Einsatz von Hochleistungs-LED, die sich im Bereich bis zu 15 MHz modulieren lassen, im Endoskopkopf, ist eine extrem preisgünstige Fluoreszenz-anregung möglich, da auch keine Lichtverluste in den Lichtleiterfasern auftreten. Die LED werden direkt durch das Anlegen einer hochfrequenten sinusförmig modulierten Spannung betrieben. Je nach Bauart der LED läßt sich so eine sehr kurze Lichtabgabezeit (Blitz) realisieren. Die direkte Modulation der Lichtquelle bedarf sonst eines erheblich höheren Aufwandes. Es ist beispielsweise üblich, in einen kollimierten Laserstrahl sogenannte akusto-optische Modulationen einzubringen, deren Lichtbeugungsverhalten durch Anlegen einer hochfrequenten Spannung verändert wird. Diese Änderungen des Beugungsverhaltens lassen sich in der Modulation des Laserlichts ausnutzen. Vorteil dieser hier beschriebenen LED ist die direkte Modulation des Halbleiters ohne weitere technische Hilfsmittel. Ähnliches ist bei verschiedenen Halbleiterlasern, die sich entsprechend modulieren lassen, ebenfalls möglich.
In cooperation with a control and regulating circuit (not shown) for the light control and the signal evaluation of the image generating device 4 and the other device parameters, these endoscope versions or diagnostic methods offer the following advantages:
By dispensing with optical fiber bundles, a higher image resolution is achieved, for example by a factor of 10. The use of high-performance LEDs, which can be modulated in the range of up to 15 MHz, in the endoscope head enables extremely inexpensive fluorescence excitation, since there are no light losses in the optical fibers. The LEDs are operated directly by applying a high-frequency sinusoidally modulated voltage. Depending on the type of LED, a very short light emission time (flash) can be achieved. The direct modulation of the light source otherwise requires considerably more effort. For example, it is common to incorporate so-called acousto-optical modulations into a collimated laser beam, the light diffraction behavior of which is changed by applying a high-frequency voltage. These changes in the diffraction behavior can be exploited in the modulation of the laser light. The advantage of this LED described here is the direct modulation of the semiconductor without further technical aids. The same is also possible with various semiconductor lasers that can be modulated accordingly.

Die LED selbst und nicht nur die Optik können mit Polarisationsfiltern versehen werden. Hierdurch werden zeitaufgelöste Anisotropiemessungen von Fluoreszenzmarkern möglich.The LED itself and not just the optics can be equipped with polarization filters will. As a result, time-resolved anisotropy measurements of Fluorescence markers possible.

Mit der Weiß-Licht-Endoskopie nach dem Stand der Technik sind häufig keine Veränderungen des Gewebes zu erkennen. Der Vorteil variabler Eindringtiefen erfindungsgemäß nutzbaren verschiedenfarbigen Lichtes wurde bereits beschrieben, z. B. zur Erkennung präinvasiver Bronchialkarzinome, die durch eine fluoreszenz-endoskopische Darstellung nach Exitation mit blauem Licht diagnostiziert werden.With white-light endoscopy according to the state of the art there are often none Detect changes in tissue. The advantage of variable penetration depths Different-colored light which can be used according to the invention has already been used described, e.g. B. for the detection of pre-invasive bronchial carcinoma caused by a fluorescence-endoscopic representation after exitation with blue light be diagnosed.

Durch die sequentielle Beleuchtung mit den Farben rot, grün und blau und einer entsprechend synchronen Auslösung des Schwarz-Weiß-Chips ist die Erzeugung sehr hochauflösender Farbbilder für spezielle Messungen möglich. Zeitaufgelöste Anisotropiemessungen beziehen sich auf die gleichzeitige Bestimmung der Depolarisation der Fluoreszenz sowie deren zeitliches Verhalten. Da die Depolarisation fluoreszierender Moleküle stark von der Molekülgröße beziehungsweise von einer möglichen Bindung an Zellstrukturen abhängt, ist es möglich, mit Hilfe zeitaufgelöster Anisotropiemessungen auch Rotations-Polarisations-Halbwertzeiten zu bestimmen. Durch die Messung der Depolarisation von fluoreszinmarkierten monoklonalen Antikörpern ist folglich indirekt über die Bestimmung von Fluoreszenzrotationshalbwertzeiten eine Aussage über eine erfolgte Antikörperbindung möglich. Ein mögliches Anwendungsgebiet ist die direkte in-vivo-Quantifizierung von membranständigen Zellantigenen am Patienten, wobei zum Beispiel Informationen über lungenepitheliale Entzündungsvorgänge sowie deren medikamentöse Beeinflussung möglich werden. Damit erübrigen sich die möglicherweise zu verfälschenden Ergebnissen führenden in-vitro- Quantifizierungen.Through the sequential lighting with the colors red, green and blue and a correspondingly synchronous triggering of the black and white chip is the Very high-resolution color images can be generated for special measurements. Time-resolved anisotropy measurements refer to the simultaneous Determination of the depolarization of the fluorescence and its temporal Behavior. Since the depolarization of fluorescent molecules is very different from that Molecule size or possible binding to cell structures depends, it is also possible with the help of time-resolved anisotropy measurements  To determine rotational polarization half-lives. By measuring the Depolarization of fluorescine-labeled monoclonal antibodies is consequently indirectly via the determination of fluorescence rotation half-lives It is possible to say about an antibody binding. A possible one The field of application is the direct in vivo quantification of membrane-bound cell antigens on the patient, for example Information about inflammatory processes of the lung epithelium and their drug influencing become possible. This eliminates the need potentially inaccurate results leading to in vitro Quantifications.

Vergleichbare Untersuchungen sind heute in der Regel nur durch Biopsien und entsprechende Immunfluoreszenzfärbungen beim Pathologen möglich. Durch Kombination der zeitaufgelösten Fluoreszenzmessung nach dem heterodynen "box car-Verfahren", das sich auf ein "frequency-domain fluorescence lifetime imaging-Verfahren" zur phasenselektiven Darstellung bestimmter Fluoreszenzanteile bezieht (erläutert in: G. Wagnieres u. a., Endoscopic Frequency-Domain Fluorescence Lifetime Imaging for Clinical Cancer Photodetection: Apparatus Design in: Progress in Biomedical Optics, Volume 2392, deren Offenbarungsgehalt durch Zitat einbezogen wird) und den oben beschriebenen Polarisationsmessungen, ist eine zusätzliche Steigerung der Meßempfindlichkeit, zum Beispiel durch Streulichtunterdrückung, möglich.Comparable examinations today are usually only possible through biopsies and appropriate immunofluorescence staining possible with the pathologist. By combining the time-resolved fluorescence measurement after the heterodyne "box car procedure", which is based on a "frequency domain" fluorescence lifetime imaging method "for phase-selective imaging certain fluorescence fractions (explained in: G. Wagnieres et al., Endoscopic Frequency-Domain Fluorescence Lifetime Imaging for Clinical Cancer Photodetection: Apparatus Design in: Progress in Biomedical Optics, Volume 2392, the disclosure content of which is included by quotation) and the Polarization measurements described above is an additional increase measurement sensitivity, for example by suppressing stray light.

Endogene Porphyrine können mit der Erfindung nicht nur in Folge ihrer verzögerten Fluoreszenzabklingzeit selektiv erfaßt werden, sondern es können sogar Aussagen über ihre intrazelluläre Aggrigierung gemacht werden. Hierbei geht es um die Bildung von Mikroaggregaten aus Porphyrin-Denvaten, die andere Fluoreszenz-Halbwertzeiten aufweisen, als frei bewegliche Porphyrin- Derivate.Endogenous porphyrins can not only with the invention as a result of their delayed fluorescence decay time can be detected selectively, but it can even statements about their intracellular aggression can be made. Here is about the formation of micro-aggregates from porphyrin derivatives have different fluorescence half-lives than free-moving porphyrin Derivatives.

Durch Kühlung des bei der Erfindung vorzugsweise verwendeten Interline- Transfer-CCD-Sensors auf ca. 4 C ist eine effektive Steigerung der Auflösung von 8 auf 12 Bit, bei gleichzeitiger drastischer Verringerung des photonen Dunkelstromes möglich. Beim Interline-Transfer-System handelt es sich um ein Ausleseverfahren, das im Gegensatz zum Frame-Transfer- Verfahren einzelne Schieberegisterreihen ansprechen kann und somit eine Voraussetzung für die direkte Substrat-Modulation des CCD-Chips ermöglicht. Mit Frame-Transfer-CCD ist dies nicht erreichbar.By cooling the interline used preferably in the invention Transfer CCD sensor to about 4 C is an effective increase in Resolution from 8 to 12 bits, while drastically reducing the photon dark current possible. It is the interline transfer system  is a readout process that, in contrast to frame transfer Procedure can address individual rows of shift registers and thus one Requires the direct substrate modulation of the CCD chip. This cannot be achieved with frame transfer CCD.

Insgesamt ersetzt die Anordnung im Frequenzbereich bis 40 MHz einen Laser sowie einen Multikanalplattenverstärker und dessen Phosphorschirm. Es wird hierdurch der Preis etwa um den Faktor 10 gemindert.Overall, the arrangement in the frequency range up to 40 MHz replaces a laser as well as a multi-channel plate amplifier and its phosphor screen. It will this reduced the price by a factor of 10.

Besonders vorteilhaft ist die Tatsache, daß die Standardansteuerung eines Farb-CCD-Chips parallel erhalten bleiben kann, so daß dem untersuchenden Arzt durch das gleiche Instrument zwei Betrachtungsmöglichkeiten (Fluoreszenz- und Nativbild) zur Verfügung stehen.The fact that the standard control of a Color CCD chips can be kept in parallel, so that the examiner Doctor through the same instrument two viewing options (Fluorescence and native image) are available.

Durch eine Umschaltung des CCD-Chips oberhalb der Verschmelzungsfrequenz des menschlichen Auges können somit zwei Monitore gleichzeitig bei einer Untersuchung betrieben werden. Das einzige bekannte, in der EPA 512 965 beschriebene System der Firma Xillix Technologies Inc. bietet hier erstens keine Zeitauflösung, zweitens keine digitale Bildverstärkung und drittens muß der untersuchende Arzt das Bronchoskop während der Untersuchung wechseln, um ein geeignetes Nativbild zu betrachten.By switching the CCD chip above the Frequency of fusion of the human eye can thus be two Monitors are operated simultaneously during an examination. The only known system from Xillix described in EPA 512 965 Technologies Inc. offers firstly no time resolution, secondly none digital image intensification and thirdly, the examining doctor must Switch the bronchoscope during the examination to a suitable one To look at native image.

BezugszeichenlisteReference list

1 Endoskopkopf
2 Stirnseite
3 lichtemittierende Elemente
4 Bilderzeugungseinrichtung
5 Endoskopoptik
6 Polarisationsfilter
7 Kanal
8 Zuleitung
9 Ausleseleitung
10 Kanal
11 Kanal
12 Endoskopoptik
13 Manipulatorkanal
14 Biopsiezange
15 Kreislauf
16 Kühlkörper
17 thermische Ableitvorrichtung
18 Organoberfläche
19 Frühkarzinom
20 Kupplung
21 Abzweig
22 Raum
23 ELL-Array
24 Fotodiodenchip
25 Endoskopkopf
26 Polarisationsfilter.
1 endoscope head
2 front
3 light-emitting elements
4 imaging device
5 endoscope optics
6 polarization filters
7 channel
8 supply line
9 readout line
10 channel
11 channel
12 endoscope optics
13 manipulator channel
14 biopsy forceps
15 cycle
16 heat sinks
17 thermal discharge device
18 organ surface
19 early cancer
20 clutch
21 branch
22 room
23 ELL array
24 photo diode chip
25 endoscope head
26 polarization filters.

Claims (14)

1. Endoskopkopf für ein für diagnostische oder therapeutische Zwecke in Körperhohlräumen geeignetes Endoskop mit Beleuchtungseinrichtung, einer Endoskopoptik, einer Bilderfassungseinrichtung und Signalübertragungsleitungen, gekennzeichnet durch an seiner distalen Stirnseite (2) angeordnete lichtemittierende Elemente (3), eine integrierte Bilderzeugungseinrichtung (4) hinter der Endoskopoptik (5) und gegebenenfalls ein Polarisationsfilter (6) und/oder Kanäle (10, 11) zum Hindurchleiten eines Fluids zur Kühlung der Bilderzeugungseinrichtung.1. Endoscope head for an endoscope suitable for diagnostic or therapeutic purposes in body cavities with lighting device, an endoscope optics, an image acquisition device and signal transmission lines, characterized by light-emitting elements ( 3 ) arranged on its distal end face ( 2 ), an integrated image generation device ( 4 ) behind the endoscope optics ( 5 ) and optionally a polarization filter ( 6 ) and / or channels ( 10 , 11 ) for passing a fluid through for cooling the image forming device. 2. Endoskopkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente lichtemittierende Dioden (LED) oder Elektroluminiszenzlampen (ELL) sind.2. Endoscope head according to claim 1, characterized in that the light emitting elements light emitting diodes (LED) or Electroluminescent lamps (ELL) are. 3. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine opto-elektronische Bilderzeugungseinrichtung umfassend CCD-Elementen oder Fotodioden, die jeweils in Gruppenform oder einer Matrix angeordnet sind.3. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized comprising an opto-electronic imaging device CCD elements or photodiodes, each in group form or a matrix are arranged. 4. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die lichtemittierenden Elemente kranzförmig um die Bilderzeugungseinrichtung herum angeordnet sind.4. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the light-emitting elements are ring-shaped around the Imaging device are arranged around. 5. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente einzeln, in Gruppen oder alle gleichzeitig ansteuerbar sind.5. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the light-emitting elements individually, in groups or they can all be controlled at the same time. 6. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente zur Erzeugung eines räumlichen Eindrucks durch Beleuchtung aus unterschiedlichen Richtungen, segmentmäßig ansteuerbar sind. 6. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the light-emitting elements for generating a spatial impression through lighting from different directions, can be controlled in segments.   7. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente einzeln oder in Gruppen wechselweise oder nach Art eines umlaufenden Lichtes ansteuerbar sind.7. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the light-emitting elements individually or in Groups alternately or in the manner of a circulating light are controllable. 8. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Kühlung hindurchgeleitete Fluid bei Normaldruck ein Gas, ein verflüssigtes Gas oder eine Flüssigkeit ist.8. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the fluid passed through for cooling Normal pressure is a gas, a liquefied gas or a liquid. 9. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Kühlung hindurchgeleitete gasförmige Fluid durch einen Kanal ein- und einen anderen Kanal ausströmt und dabei an der Bilderzeugungseinrichtung frei entlangströmt.9. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the gaseous fluid passed through for cooling flows in through one channel and flows out of another channel and at the same time Imaging device flows freely along. 10. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Fluid in einem geschlossenen Kreislauf durch den Endoskopkopf geführt ist.10. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a liquid fluid in a closed circuit is guided through the endoscope head. 11. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungseinrichtung mit einer thermischen Ableiteinrichtung versehen ist, die mit dem Kühlungskreislauf in Kontakt steht.11. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the image forming device with a thermal Diverter is provided, which is in contact with the cooling circuit stands. 12. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Ableitungseinrichtung als Draht oder Band aus gut wärmeleitendem Material ausgebildet ist.12. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the thermal dissipation device as a wire or Band is made of a good heat-conducting material. 13. Endoskopkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gut wärmeleitende Material Silber oder Kupfer ist.13. Endoscope head according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the good heat-conducting material is silver or copper. 14. Verwendung von Lichtemittierenden Dioden (LED) als Beleuchtung eines intrakorporalen Untersuchungsfeldes durch Anordnung der LED direkt an einem Endoskopkopf in Kombination mit einer Erfassung der elektromagnetischen Rückstrahlung des Feldes mittels in dem Endoskopkopf integrierter CCD- oder Fotodioden-Elemente.14. Use of light emitting diodes (LED) as lighting for a intracorporeal examination field by arranging the LED directly on an endoscope head in combination with an acquisition of the  electromagnetic reflection of the field by means of Endoscope head of integrated CCD or photodiode elements.
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