DE2847561A1 - Endoscopic length measurement without gauge rods or discs - using endoscope attachment with measurement plate viewed with object - Google Patents

Endoscopic length measurement without gauge rods or discs - using endoscope attachment with measurement plate viewed with object

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Abstract

The device for measuring lengths of objects in body and other cavities, i.e. in medical or technical observation applications, combines an independent instrument with an ordinary unaltered endoscope and can be used without gauge rods or discs whose positioning in the cavities can be very difficult and expensive. A rigid or flexible measurement probe (1) is attached longitudinally to or passes through a channel in a rigid or flexible endoscope (20). It contains a light conductor (4) which can be connected to a projector whose light passes through a transparent measurement plate (9) with measurement pattern and then through an objective with a small depth of field (8). The object plane to objective distance is defined by the objective to measurement plate distance. An image (13) of the measurement pattern and object is formed on the object plane (14).

Description

Vorrichtung zum Messen von Objektlängen in Körper- Device for measuring object lengths in body

höhlen unter Beobachtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen von Objektlängen oder dergleichen in Körperhöhlen oder technischen Hohlräumen unter Beobachtung mittels eines Endoskops. caves under observation The invention relates to a device for measuring object lengths or the like in body cavities or technical cavities under observation by means of an endoscope.

Auf dem Gebiet der medizinischen und technischen Endoskopie wird immer häufiger die Forderung erhoben, Objektgrößen oder Objektlängen, z.B. Wucherungen, Geschwülste, Risse, Bohrungen oder dergleichen im Gegensatz zu den bisherigen Meßmethoden zu vereinfachen, bei denen z.B. stabförmige Meßsonden mit Skaleneinteilungen in das Blickfeld einer Endoskopoptik zu bringen sind oder Skalenscheiben zu verwenden sind, die in der Okularebene des Endoskops liegen.In the field of medical and technical endoscopy is always going to be more often the requirement is made, object sizes or object lengths, e.g. growths, Tumors, cracks, bores or the like in contrast to the previous measuring methods to simplify, where e.g. rod-shaped measuring probes with graduations in bring the field of view of an endoscope optics or use dials which lie in the ocular plane of the endoscope.

Bei solchen bekannten Meßverfahren war jedoch die Einstellung des Objektsabstandes sehr schwierig und aufwendig, und mußte z.B. durch Lasereinspiegelung oder nach dem Echolotprinzip aufwendig erfolgen.In such known measurement methods, however, the setting of the Object distance is very difficult and time-consuming, and had to be done e.g. by laser reflection or costly according to the echo sounder principle.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Verwendung eines Endoskops ohne dessen Änderung eine Meßvorrichtung zu entwickeln, die als selbständiges Instrument mit einem vorhandenen, bekannten Endoskop eingesetzt werden kann, ohne daß Meßstäbe oder Meßscheiben verwendet werden müssen.The object of the invention is to use an endoscope without changing it to develop a measuring device as a stand-alone instrument can be used with an existing, known endoscope without the need for measuring rods or measuring disks must be used.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of the claim 1 solved.

Durch diese Lösung ist es möglich, die Meßsonde bzw. das Meßrohr gemeinsam mit dem Endoskop in die Körperhöhle oder einen technischen Hohlraum einzuführen,die Meßsonde an einen Lichtprojektor anzuschließen und das Bild des geeichten Meßmusters der Meßplatte in der Objektebene zu betrachten und dabei von dem Meßmusterbild die Längen des fraglichen Objekts abzulesen, womit eine berührungslose Längenmessung von Objektgrößen möglich ist.This solution makes it possible to use the measuring probe or the measuring tube together with the endoscope into the body cavity or a technical cavity that Connect the measuring probe to a light projector and the image of the calibrated measurement sample to consider the measuring plate in the object plane and thereby from the measuring pattern image Read lengths of the object in question, which is a non-contact length measurement of object sizes is possible.

Dabei bestimmt der Abstand der Meßplatte vom Objektiv der Meßsonde den Abstand der Objektebene vom Objektiv, wobei das Bild des geeichten Meßmusters durch die geringe Projektions-Tiefenschärfe des Objektivs nur dann scharf erscheint, wenn der .Abstand des Objektivs von der Bildebene richtig eingestellt ist.The distance between the measuring plate and the objective of the measuring probe is determined by this the distance of the object plane from the lens, with the image of the calibrated measurement pattern only appears sharp due to the low projection depth of field of the lens if the distance of the lens from the image plane is correctly adjusted.

Die Vorrichtung nach der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen: Figur 1 die Meßsonde oder das Meßrohr im distalen Achsschnitt und Seitenansicht mit dem distalen Ende eines Endoskops für einen geraden Ausblick (1800) sowie das Objektfeld, perspektivisch um 900 verdreht, Figur 2 die Meßsonde mit distaler Richtungsablenkung im distalen Achsschnitt und in Seitenansicht, Figur 3 eine Meßsonde mit veränderbarem Objektabstand im distalen Achsschnitt und in Seitenansicht, Figur 4 bis 6 Anwendungsbeispiele für die Kombination der Meßsonde mit einem Endoskop in schematischer Seitenansicht.The device according to the invention is described below with reference to the drawing described, in the exemplary embodiments are shown. Show it: figure 1 the measuring probe or the measuring tube in the distal axial section and side view with the distal end of an endoscope for a straight view (1800) and the object field, perspective rotated by 900, FIG. 2 the measuring probe with distal directional deflection in the distal axial section and in side view, Figure 3 shows a measuring probe with a variable Object distance in the distal axial section and in side view, FIGS. 4 to 6 application examples for the combination of the measuring probe with an endoscope in a schematic side view.

Die Meßsonde besteht aus einem starren oder flexiblen Rohr 1, wobei im letzteren Fall ein flexibler Metallschlauch, eine von einem Kunststoffschlauch umgebene Spiralfeder, lediglich ein Kunststoffschlauch oder auch eine andere flexible Hülle verwendbar ist. Das Rohr 1 ist proximal fest mit einem Anschluß bzw. einer Kupplung 2 versehen oder mit einem Abschlußstutzen 3, aus dem die Kupplung 2 seitlich abgewinkelt ist. Durch das Rohr 1 verläuft über dessen ganze Länge ein bekanntes Fiberlichtleitbündel 4 bekannter Art, welches distal und proximal in bekannter- Weise eingekittet und an den Endflächen plangeschliffen und poliert ist. Bei der seitlichen Abwinkelung der Kupplung 2 nach Figur 3 wird das Fiberlichtleitbündel 4 seitlich durch die Kupplung 2 gebogen geführt. An den Anschluß bzw. an die Kupplung 2 ist ein zu einem Lichtprojektor führendes Lichtleitkabel anschließbar.The measuring probe consists of a rigid or flexible tube 1, wherein in the latter case a flexible metal hose, one from a plastic hose surrounding spiral spring, just a plastic tube or some other flexible one Sheath is usable. The tube 1 is fixed proximally with a connection or a Coupling 2 provided or with an end connector 3, from which the coupling 2 laterally is angled. A known one runs through the pipe 1 over its entire length Fiber optic bundle 4 of a known type, which is distal and proximal in a known- way cemented and ground flat and polished at the end faces. At the side Bending the coupling 2 according to Figure 3, the fiber optic bundle 4 is laterally guided by the coupling 2 bent. To the connection or to the coupling 2 is a light guide cable leading to a light projector can be connected.

Das distale Ende 7 des Sondenrohres 1 oder dergleichen ist vorteilhaft bei 5 auf einen kleineren Durchmesser abgestuft und hier z.B. mit einem Gewinde versehen. Auf dieses Gewindeende 5 wird der eigentliche Meßkopf mit einem Außendurchmesser geich dem Außendurchmesser des Rohres aufgeschraubt, um einen glatten Übergang vom Rohr zum Meßkopf 6 und einen festen Sitz zu erreichen.The distal end 7 of the probe tube 1 or the like is advantageous at 5 graduated to a smaller diameter and here e.g. with a thread Mistake. The actual measuring head with an outer diameter is placed on this threaded end 5 screwed onto the outer diameter of the pipe to ensure a smooth transition from the Tube to the measuring head 6 and to achieve a tight fit.

Der Meßkopf 6 kann auch auf eine glatte Abstufung am distalen Ende des Rohres aufgeschoben und z.B. durch Kleben mit dem Rohr 1 verbunden werden, um ein Lösen in der Körperhöhle zu vermeiden.The measuring head 6 can also have a smooth gradation at the distal end of the pipe and connected to the pipe 1, e.g. by gluing, in order to to avoid loosening in the body cavity.

Bei Messungen in technischen Hohlräumen dürfte ein strammer Paßsitz des Meßkopfes 6 auf dem distalen Ende des Rohres 1 genügen, um ihn rasch auswechseln zu können.When taking measurements in technical cavities, a tight fit should be ensured of the measuring head 6 on the distal end of the tube 1 are sufficient to replace it quickly to be able to.

Der Meßkopf 6 besteht aus einem starren Rohrstück 7, in das distal eine Sammellinse 8 bzw. ein Objektiv 8 und oroxinalwa~rts vor der distalen Linse 8 eine durchsichtige Meßplatte 9 angeordnet ist. Die Meßplatte kann je nach Verwendungszweck eine Strich-oder Kreismarkierung oder jedes andere geeignete Meßmuster haben, z.B. einen sogenannten Siemensstern, Quadrate oder dgl.The measuring head 6 consists of a rigid pipe section 7 in the distal a converging lens 8 or an objective 8 and oroxinalward in front of the distal lens 8 a transparent measuring plate 9 is arranged. The measuring plate can be used depending on the purpose a line or circle mark or any other suitable measuring pattern, e.g. a so-called Siemens star, squares or the like.

Das Objektiv 8 und die eaplatte 9 sind für einen bestimmten Objektabstand 10 vom Objektiv 8 durch einen Abstandsring 11 zueinander justiert. Weiter muß die Meßplatte 9 einen gewissen Abstand vom distalen Ende des Fiberlichtleiterbündels 4 haben, und hierzu wird ein Abstandsring 12 verwendet, um zu vermeiden, daß das Fasersystem des Lichtleiters auf der Meßplatte 9 abgebildet wird. Um Meßfehler weitgehend auszuschalten oder in kleinste Grenzen zu halten, muß die Projektionstiefenschärfe des Objektivs so klein wie möglich gewählt werden, damit für den dadurch bestimmten Objektabstand durch das Objektiv erzeugte Bild des geeichten Meßmusters 13 der Meßplatte 9 in der richtigen Größe in der Objektebene 14 abgebildet und die Maße abgelesen werden können.The objective 8 and the eaplatte 9 are for a certain object distance 10 adjusted from the lens 8 by a spacer ring 11 to each other. The must go on Measuring plate 9 a certain distance from the distal end of the fiber optic bundle 4, and for this purpose a spacer ring 12 is used to avoid that the Fiber system of the light guide on the measuring plate 9 is mapped. To a large extent measurement errors to switch off or to keep within the smallest limits, the projection depth of field must of the lens should be chosen as small as possible, so that for the determined by it Object distance generated by the lens image of the calibrated measuring pattern 13 of the measuring plate 9 shown in the correct size in the object plane 14 and read off the dimensions can be.

Der Objektabstand liegt bei endoskopsichen Messungen in menschlichen und tierischen Körperhöhlen etwa bei 25 mm, und hat auch Gültigkeit für den technischen Bereich. Für technische Hohlräume kann jedoch ein größerer und veränderlicher Objektabstand erforderlich sein. Hierfür eignet sich die Ausführung nach Figur 3.The object distance for endoscopic measurements is human and animal body cavities around 25 mm, and also applies to the technical Area. For technical cavities, however, a larger and variable object distance can be used to be required. The embodiment according to FIG. 3 is suitable for this.

Für diesen Fall ist die Sammellinse 8 gesondert in einem langen auf dem Sondenrohr 1 axial verschiebbaren Rohr 15 distalseits fest justiert, währen#d die Meßplatte 9 fest im distalen Ende der -Meßsonde -~1 angeordnet ist. Der jeweilige Abstand zwischen dem Objektiv 8 und der Meßplatte 9 ist dann ein Maß für den Objektabstand. Em diesen Objektabstand verstellen#zu können,wird-auf dem Sondenrohr eine Skala 16 mit'entsprechenden Eichwerten eingraviert bzw. angeordnet. Mit Hilfe einer dafür aufgestellten Eichtabelle können die jeweiligen Meßwerte des Objekts für den betreffenden Objektabstand schnell ermittelt werden.For this case, the converging lens 8 is separately in a long one the probe tube 1 axially displaceable tube 15 is fixedly adjusted on the distal side, while # d the measuring plate 9 is fixed in the distal end of the measuring probe - ~ 1. The respective The distance between the objective 8 and the measuring plate 9 is then a measure of the object distance. To be able to adjust this object distance # is -on the Probe tube a scale 16 engraved or arranged with corresponding calibration values. With help The respective measured values of the object can be found in a calibration table set up for this purpose can be quickly determined for the object distance in question.

Neben der Messung mit Geradeausblick (1800) nach den Figuren 1 und 3 ist auch eine Meßsonde mit distaler seitlicher Abwinkelung nach Figur 2 für jede beliebige Winkelstellung möglich. Hierzu wird vor dem Objektiv 8 ein in einem Gehäuse 17 mit Fenster 18 angeordnetes optisches Ablenkelement 19 (Prisma, Spiegel) in den Mantel 7 eingeschraubt, aufgesteckt oder sonstwie befestigt.In addition to the straight-ahead measurement (1800) according to FIGS. 1 and 3 is also a measuring probe with a distal lateral bend as shown in FIG. 2 for each any angular position possible. For this purpose, a housing is placed in front of the lens 8 17 with window 18 arranged optical deflection element 19 (prism, mirror) in the Sheath 7 screwed in, slipped on or otherwise fastened.

Selbstverständlich muß auch in diesem Fall das distal neben dem Objektiv 8 endende, in Längsrichtung der Meßsonde verlaufende Endoskop 20 mit einer entsprechenden Ausblickrichtung ausgerüstet sein.Of course, in this case too, it must be distal next to the objective 8 ending endoscope 20 running in the longitudinal direction of the measuring probe with a corresponding one Be equipped with the outlook direction.

Im Gegensatz zu allen bekannten Meßmethoden wird nach der Erfindung das für die Meßplatte 9 gewählte Meßmuster direkt auf das Objektfeld 14 projiziert und durch den Fiberlichtleiter 4 nach Anschluß der Sonde an einen Lichtprojektor mittels eines Lichtleitkabels ausgeleuchtet. Bei der Anwendung mit einem Endoskop 20 kann das Objektfeld optisch betrachtet und können die Maße des gewünschten Objektausschnittes von dem Bild des Meßmusters abgelesen werden. In jedem Fall wird durch dieses Verfahren eine berührungslose Messung von Objektgrößen, wie Wucherungen, Geschwüre usw. möglich, wobei bekannte vorhandene Endoskope bzw. Technoskope benutzt werden können. Nach den Ausführungsbeispielen Figur 4 bis 6 kann z.B. nach Figur 4 ein übliches Endoskop mit proximal abgewinkeltem Einblick zur Anwendung kommen, dessen vorhandene Kanäle zum Einführen von Zangen oder dergleichen zur Durchführung der Meßsonde benutzt werden können. Bei der Ausführung nach Figur 5 ist mit dem starren Endoskop 20 in bekannter Art ein proximal abgebogenes Sondenkanalrohr 22 fest verbunden, durch das eine flexible Meßsonde 1 durchführbar ist und nach Figur 6 wird mit dem Endoskop 20 durch Klammern 21 eine starre proximal abgewinkelte Meßsonde 1 fest verbunden. Diese Ausführung wird sich im allgemeinen auf die Messung von Größen in technischen Hohlräumen beschränken.In contrast to all known measurement methods, according to the invention the measurement pattern selected for the measuring plate 9 is projected directly onto the object field 14 and through the fiber light guide 4 after connecting the probe to a light projector illuminated by means of a fiber optic cable. When used with an endoscope 20 the object field can be viewed optically and the dimensions of the desired object section can be read from the image of the measurement pattern. Either way, this is going through this procedure a non-contact measurement of object sizes, such as Growths, Ulcers etc. possible using known existing endoscopes or technoscopes can be. According to the embodiments of FIGS. 4 to 6, for example, according to FIG 4 a standard endoscope with a proximally angled viewer can be used, its existing channels for inserting forceps or the like for implementation the measuring probe can be used. In the embodiment of Figure 5 is with the rigid endoscope 20 in a known manner a proximally bent probe channel tube 22 firmly connected, through which a flexible measuring probe 1 can be carried out and according to FIG 6, a rigid, proximally angled measuring probe is connected to the endoscope 20 by means of clamps 21 1 firmly connected. This design will generally focus on the measurement of Limit sizes in technical cavities.

Bei den Ausführungen nach Figur 4 bis 6 ist es auch möglich, die Ausbildung der Meßsonde nach Figur 3 zu benutzen. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, den gesamten Meßkopf distal gemeinsam mit dem Fiberlichtleiter 4 abzuwinkeln und dabei ein entsprechendes Endoskop anzuwenden.In the embodiments according to FIGS. 4 to 6, it is also possible to use the training to use the measuring probe according to FIG. Finally, there is also the possibility bend the entire measuring head distally together with the fiber light guide 4 and use an appropriate endoscope.

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Claims (6)

Ansprüche 9 Vorrichtung zum Messen von Objektlängen oder dergleichen in Körperhöhlen oder technischen Hohlräumen unter Beobachtung mittels eines Endoskops, dadurch gekennzeichnet, daß'eine mit einem starren oder flexiblen Endoskop (20) längs zu verbindende, verbundene oder einen Kanal des Endoskops durchlaufende, starre oder flexible Meßsonde (1) einen proximal an einen Projektor anschließbaren Lichtleiter (4) enthält, dessen Licht distal durch eine mit einem Meßmuster versehene durchsichtige Meßplatte (9) und danach durch ein Objektiv (8) mit kleiner Projektions-Tiefenschärfe strahlt, dessen Abstand von der Meßplatte den Abstand der Objektebene vom Objektiv bestimmt und durch das das Meßmuster der Meßplatte in der richtigen, über das Endoskop ablesbaren Größe auf die Objektebene abgebildet wird. Claims 9 device for measuring object lengths or the like in body cavities or technical cavities under observation by means of an endoscope, characterized in that one with a rigid or flexible endoscope (20) To be connected longitudinally, connected or a channel of the endoscope passing through, rigid or flexible measuring probe (1) a light guide that can be connected proximally to a projector (4) contains whose light distally through a transparent one provided with a measuring pattern Measuring plate (9) and then through an objective (8) with a small projection depth of field radiates whose distance from the measuring plate is the distance of the object plane from the lens determined and by which the measuring pattern of the measuring plate in the correct, via the endoscope readable size is mapped onto the object plane. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Objektivs (8) distal vor der Meßplatte (9) fest eingestellt oder veränderlich einstellbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the distance of the objective (8) distally in front of the measuring plate (9) fixed or variable is adjustable. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für Endoskope mit seitlichem Ausblick distal vor dem Objektiv (8) der Meßsonde ein Reflektor (19) für die seitliche Ablenkung des Meßmusterbildes angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that for endoscopes with a side view distally in front of the objective (8) of the measuring probe Reflector (19) is arranged for the lateral deflection of the measurement pattern image. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßplatte (9) distal vor dem Ende eines die Meßsonde (1) durchlaufenden Fiberlichtleithrs (4) in einem solchen Abstand angeordnet ist, daß das Fasersystem des Fiberlichtleiters nicht auf der Meßplatte (9) abgebildet wird.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the measuring plate (9) distally in front of the end of a measuring probe (1) passing through Fiberlichtleithrs (4) is arranged at such a distance that the fiber system of the fiber optic cable is not shown on the measuring plate (9). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßplatte (9) und das Objektiv (8) in einem starren Rohrstück (7) angeordnet sind, welches mit dem distalen Ende der starren oder flexiblen Meßsonde fest verbindbar ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the measuring plate (9) and the lens (8) are arranged in a rigid pipe section (7) are, which can be firmly connected to the distal end of the rigid or flexible measuring probe is. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere für technische Endoskope die Meßplatte (9) im distalen Ende vor dem distalen Ende des Lichtleiters in der Meßsonde fest angeordnet ist, während das Objektiv (8) in einem langen, axial auf dem distalen Ende der Meßsonde verschiebbaren Rohrstück (15) fest justiert ist, wobei die Verschiebestellung des Rohrstückes (15) bzw. der dadurch festgelegte Objektabstand vom Objektiv bestimmende Abstand des Objektivs von der Meßplatte durch eine geeichte Skala auf der Meßsonde ablesbar ist.6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that especially for technical endoscopes, the measuring plate (9) in the distal end the distal end of the light guide is fixedly arranged in the measuring probe, while the objective (8) in a long, axially displaceable on the distal end of the measuring probe Pipe section (15) is firmly adjusted, the displacement position of the pipe section (15) or the determined object distance from the lens distance of the objective can be read from the measuring plate through a calibrated scale on the measuring probe is.
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