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Das niederländische Unternehmen Dovideq Medical Systems B.V. hat sich auf Messinstrumente für die minimal-invasive Chirurgie spezialisiert. Besonders handlich und schnell ist der automatische Endoskop-Tester Light Control. Anhand von sechs Test- und Messparametern werden Daten über den Zustand des Endoskops erfasst und ausgewertet. Kameras aus der uEye-LE-Kamerafamilie des Herstellers IDS sorgen dabei für hohe Effizienz und Zuverlässigkeit. „Ein Endoskop, das nicht ordnungsgemäß gereinigt und desinfiziert wurde, kann die Übertragung von Infektionen verursachen, ein defektes Endoskop kann während der Untersuchung oder Behandlung von Patienten zu Verletzungen führen“, erklärt Chielant de Wit, Geschäftsführer von Dovideq Medical Systems aus Hengelo.
Nicht minder gravierend sind die Folgen einer Fehldiagnose oder -behandlung durch fehlerhafte Bilder. Häufige Ursachen: falsche Handhabung, mangelnde Wartung, Materialermüdung und Verschmutzung. Optische Komponenten wie Linsen nutzen sich mit der Zeit ab, was zu unscharfen oder verzerrten Bildern führen kann. Damit sich keine Bakterien oder andere Krankheitserreger auf den Endoskopen ansiedeln und so die Bildqualität beeinträchtigen oder den Behandelten schaden, werden die Produkte regelmäßig sterilisiert. Doch auch der Sterilisationsprozess kann durch hohe Temperaturen und chemische Substanzen die Qualität und Genauigkeit der medizinischen Geräte beeinträchtigen.
Kleine, leichte Kamera mit lichtempfindlichem Sensor
Das visuelle Prüfsystem Light Control überprüft alle Bauteile und Funktionen. „Es sieht mithilfe der Kamera weit mehr als das menschliche Auge eines Chirurgen, beispielsweise Schmutzpartikel, Linsenbrüche, Verunreinigungen oder Farbabweichungen“, sagt de Wit.
Light Control führt die automatisierte Sichtprüfung mit einer uEye-LE-Kamera der IDS Imaging Development Systems GmbH, Obersulm, durch. Preis, Sensor und Größe waren ausschlaggebend für die Wahl des Modells. Der lichtempfindliche Sensor mit BSI-Technologie (Back Side Illumination, Rückwärtige Belichtung) sorgt für eine sehr gute Bildqualität mit sauberer Farbtrennung und ermöglicht die hier besonders wichtige originalgetreue Motivwiedergabe – auch bei schwankenden Lichtverhältnissen. Die Kamera ist klein, leicht und vielseitig. Sie eignet sich für die Integration in Kleingeräte und Embedded-Systeme der Medizintechnik.
„Für die automatisierte Qualitätsprüfung der Endoskope haben wir sechs Test- und Messparameter identifiziert, die die Kamera untersucht und über deren Zustand das System in Echtzeit detaillierte Rückmeldungen gibt“, erklärt Geschäftsführer de Wit. Spezielle Algorithmen und Messungen spüren so automatisch Defekte auf. „Mit dem Linsenfraktur-Algorithmus kontrollieren wir zudem, ob eine Linse eine Fraktur aufweist. Der Particle-Detection-Algorithmus stellt fest, ob feine Schmutzpartikel, Feuchtigkeit oder andere Verunreinigungen in das Innere des Endoskops gelangt sind“, erläutert er das Verfahren.
Prüfsystem erkennt selbst kleinste Kratzer am Endoskop
Bei beiden Messungen nimmt die Kamera mehrere Bilder auf und erstellt daraus ein Histogramm. Das System referenziert die Bilder zu den vorhergehenden und speist diese Daten in ein neuronales Netz ein. Die faseroptische Messung stellt anhand von Referenzwerten sicher, dass die Fasern beziehungsweise die Faserpakete des Endoskops genügend Licht durchlassen. So wird verhindert, dass das Endoskop unscharfe Bilder liefert.
Aus den von der IDS-Kamera aufgenommenen Einzelbildern wird die Lichtdurchlässigkeit der Linsen bestimmt. Das Messgerät verwendet eine kalibrierte Lichtquelle, die auf eine Pixelebene fällt. Jedem Pixel wird dabei ein RGB-Wert zugeordnet. Die Kombination aller Pixel lässt sich durch einen Algorithmus in einen Leuchtdichtewert umwandeln und referenzieren.
Ob die optischen Linsen intakt und sauber sind und das Endoskop ein scharfes Bild liefert, wird anschließend durch die Fokusmessung ermittelt. Um sich ein Bild vom Zustand jeder Linse zu machen, nimmt das System mehrere Bilder auf und referenziert sie. Die Farbkorrektheitsprüfung stellt sicher, dass die tatsächlichen Farben der Organe oder Gewebe wiedergegeben werden.
Der Vorteil solcher Prüfsysteme: Sie liefern objektive Ergebnisse und erkennen selbst kleinste Defekte, Kratzer oder Abnutzungen. Zudem arbeiten sie – unabhängig von menschlichen Fehlern – immer mit der gleichen Genauigkeit und Konsistenz und sind deutlich schneller. Das spart Zeit und senkt Kosten, erhöht die Geräteverfügbarkeit und verbessert die Ressourcennutzung.
Doch wie jedes medizinische Gerät unterliegen auch Endoskope einem Verschleiß. Insbesondere durch die steigende Anzahl endoskopischer Eingriffe und die wachsende Sensibilität für Infektionsrisiken steigt die Nachfrage nach automatisierten Inspektionstechnologien. Künstliche Intelligenz trägt dazu bei, die Effizienz und Genauigkeit von Inspektionsprozessen weiter zu verbessern und menschliche Fehler zu minimieren.
