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Endoskope ermöglichen Blicke in den Körper, ohne grosse invasive Eingriffe durchführen zu müssen. Doch wie funktioniert ein Endoskop? René Zünd erklärt, welche optischen Bestandteile nötig sind und welche Aufgaben sie erfüllen.
Um das Bild von der Spitze des Endoskops zum Auge des Chirurgen zu bringen, wird ein sogenanntes optisches Übertragungssystem benötigt. Dieses beginnt mit einem Objektiv (Bild: 1), wovon es zwei Varianten gibt: Objektive mit fixen Brennweiten bilden eine Struktur, die sich in einer bestimmten Entfernung befindet, in eine Bildebene ab. Die Bildebene kann in einem Endoskop ein Zwischenbild oder eine Sensorebene darstellen.
Objektive mit variablen Brennweiten bilden Strukturen, die sich in unterschiedlichen Entfernungen befinden, in eine Bildebene ab. In diesem Fall ist die Bildebene in einem Endoskop meistens direkt der Sensor.
Das Zwischenbild des Objektivs wird über sogenannte Umkehrsysteme (Bild: 2) mehrmals in weitere Zwischenbilder abgebildet, um die Übertragungsstrecke bis zum Auge zu überbrücken. Anschliessend werden Okulare (Bild: 3) benötigt. Diese bilden das Zwischenbild ins Unendliche ab, um entweder direkt durch das Auge beobachtet oder über ein weiteres Objektiv auf einen Sensor und damit auf einen digitalen Monitor übertragen zu werden.
Ein optionaler Bestandteil sind Winkeloptiken, welche durch Prismen den Blickwinkel des Endoskops verändern können. So können die Strukturen beispielsweise von der Seite oder schräg beobachtet werden, nicht nur im 0°-Grad-Winkel direkt vor der Linse. Prismen werden auch verwendet, wenn das Handstück des Endoskops abgewinkelt ist, um den Chirurgen ein ergonomischeres Arbeiten zu ermöglichen
Die FWOZ stellt sowohl alle diese genannten optischen Komponenten als auch Baugruppen her. Bezüglich Stückzahlen werden am meisten Stablinsen produziert, da für ein Endoskop mehrere davon benötigt werden. Im Gegensatz dazu braucht es höchstens zwei Objektive am distalen Ende, eines am proximalen Ende und ein Okular. Daher werden diese Teile in etwas geringerer Zahl produziert.
Momentan freut sich FWOZ über ihr neuartiges, fokussierendes Objektiv, mit dem Strukturen bei konstanter Back Focal Length (Abstand zwischen dem Objektiv und der Bildebene) scharf werden können. Mit diesem enorm kleinen Produkt erwarten wir die Erschliessung neuer Anwendungsfelder der Surgical Robotics und Endoskopie generell.