Digitalkamera zum Schlucken - Digitalphotographie im Inneren des Körpers

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Olympus

Die EndoCapsule von Olympus, die durch detailgenaue Makroaufnahmen beeindruckt und Licht ins Dunkel bringt, ist mit zirka 2,2 cm3 die kleinste Kamera der Welt. Vollgepackt mit innovativer Spitzentechnologie ist sie so klein, dass sie problemlos geschluckt und auf eine zirka 8-stündige „Reise“ durch den menschlichen Verdauungstrakt geschickt werden kann. Pro Sekunde sendet sie dabei zwei Bilder per Funk an ein externes Empfänger-/Speichersystem: insgesamt also über 50.000 hoch aufgelöste Farbaufnahmen. Mediziner bekommen so ungeahnte Einsichten in den Dünndarm - ohne jeden operativen Eingriff und völlig schmerzfrei für den Patienten.

Es ist noch gar nicht so lange her, dass der 4 bis 6 m lange Dünndarm als die „Black Box“ des Verdauungstraktes galt. Denn aufgrund seiner schwer zugänglichen Lage ließ er sich nicht mit klassischen endoskopischen Untersuchungen vollständig gefahrlos inspizieren. Die EndoCapsule hat eine Zeitwende eingeläutet. Sie liefert tausende von Photos direkt aus dem Dünndarm. Unterstützt durch entsprechende Software erhält der untersuchende Mediziner so Aufschluss über ansonsten möglicherweise zunächst unentdeckt gebliebene Blutungen, Geschwüre oder Tumore.

Hightech auf kleinstem Raum
Was genau ist die EndoCapsule? Kurz gesagt: ein nichtinvasives Kapselendoskop zur Darstellung von bewegten Farbbildern aus dem Dünndarm. Kernstück des Systems ist die aus biokompatiblen Materialien gefertigte Kapsel. Sie ist zwar nur 4 g leicht und so groß wie ein handelsübliches Gummibärchen, aber sie hat es in sich. In ihrem Inneren befinden sich:

  • eine leistungsstarke Digitalkamera
  • ein von Olympus entwickelter supersensitiver CCD-Video-Chip (Durchmesser weniger als 1 mm)
  • sechs weiße, kreisförmig angeordnete LEDs
  • eine energieeffiziente Kompaktbatterie
  • ein Sender, der die Bilder an ein Empfangsgerät weiterleitet

Sofortcheck am Real Time Viewer
Im Laufe der rund 8-stündigen Untersuchung überträgt die Kapsel über 50.000 hoch aufgelöste Bilder per Funk an ein Antennensystem. Von hier aus werden diese dann an einen kompakten digitalen Datenrekorder weitergeleitet und auf dem integrierten Farb-LCD-Monitor in Echtzeit dargestellt. Der untersuchende Mediziner kann so, noch bevor der Patient die Kapsel geschluckt hat, ihre Funktionstüchtigkeit überprüfen und anschließend jederzeit im Körper lokalisieren. Nach Abschluss der Untersuchung werden die Bilder auf einen Computer überspielt und mithilfe einer speziellen Software ausgewertet.

Schnelle, softwaregesteuerte Bildauswahl
Hat die Kapsel den Körper des Patienten passiert, steht dem Mediziner ein Film mit mehreren zehntausend klaren, detailgetreuen Aufnahmen aus dem Verdauungstrakt zur Verfügung. Bei der Auswertung dieser enormen Datenmenge hilft eine spezielle Software, die sich genau auf die Anforderungen des jeweiligen Einsatzes einstellen lässt. Für die eigentliche Auswertung stehen verschiedene intelligente Diagnoseverfahren zur Verfügung. Der auf die Farbe Rot reagierende Farbdetektor filtert zum Beispiel Bilder mit Farbanteilen im Spektrum Hämoglobin (roter Blutfarbstoff) und zeigt automatisch innerhalb kürzester Zeit Blutungen oder Blutungssymptome an. Die Software kann gezielt nach Aufnahmen suchen, die Veränderungen in Form, Helligkeit und Farbe aufweisen. Bilder mit starken Veränderungen werden als Thumbnails dargestellt und verschaffen dem Mediziner innerhalb weniger Minuten einen genauen Überblick.

Speziallösungen für extreme Bedingungen
Das Objektiv besitzt eine dem Fisheye ähnliche Zentralprojektion mit einer gewölbten Schärfenfläche. Dadurch werden auch Bereiche neben der Linse scharf abgebildet. Dank eines Blickwinkels von 145 Grad und des engen Dünndarms kann die Darmwand nahezu vollständig aufgenommen werden. Durch den Verzicht eines Low-Pass-Filter für den Sensor, der in der digitalen Photographie üblicherweise zur Vermeidung von Bildstörungen eingesetzt wird, sind die Grenzauflösungen und der Kontrast feiner Strukturen denen der meisten Digitalkameras überlegen. Eine konstante, speziell auf die Darstellung von Gewebe abgestimmte Helligkeit und der Verzicht auf einen Weißabgleich sorgen für optimale und wirklichkeitsgetreue Aufnahmen.

Licht ins Dunkle bringen
Auch die Lichtquelle der EndoCapsule ist für ihren Einsatz im Stockdunkeln des Darmtraktes sowie für Aufnahmen im Nahbereich konsequent abgestimmt: Die Ringanordnung der sechs Einzelleuchtdioden am äußersten Rand der Kapsel vergrößert die effektive Leuchtfläche und reduziert den quadratischen Helligkeitsabfall, der bei Punktleuchten eintritt. Die EndoCapsule setzt damit eine bemerkenswerte Tradition bei Olympus fort: Sowohl die Ringblitzsysteme des OM-Systems wie auch des E-Systems definieren nach wie vor den Standard in dieser Beleuchtungstechnik. Die Bildhelligkeit wird zudem durch eine interne Helligkeitsanpassung und -korrektur über den relevanten Tiefenbereich der Bildszene konstant gehalten - ein entscheidender Faktor für die Qualität von Dünndarmaufnahmen.

Jeder Millimeter eine phototechnische Spitzenleistung

Mit nur 26 mm Länge und 11 mm Breite ist die EndoCapsule ein kleines Wunderwerk der digitalen Photographie und ein weiterer Meilenstein, den Olympus als Pionier und Marktführer in der Endoskopie setzt. Da herkömmliche endoskopische und radiologische Untersuchungen nur unbefriedigende Ergebnisse lieferten, ist die Kapselendoskopie mittlerweile eine Standardmethode für die Diagnose im Dünndarm. Ausschlaggebend für diesen Erfolg ist die enge Zusammenarbeit der beiden Kompetenzbereiche Imaging und Medizin von Olympus. Synergieeffekte werden gezielt mit Blick auf ihr innovatives Potenzial gefördert. Seit 1950 gelingen dem Unternehmen so immer wieder wegweisende Neuentwicklungen in der Endoskopie. Die EndoCapsule ist dafür ein besonders eindrucksvoller Beleg.
 

Faszination Fototechnik 10 / 2008

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