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Für Hersteller medizinischer Endoskope zählen bei der Auswahl passender Bildsensoren vor allem folgende Faktoren: geringe Größe bei gleichzeitig hoher Auflösung sowie Langzeitverfügbarkeit.

Bild: Framos

CMOS-Sensoren für die Endoskopie Das Innere des Menschen in Full-HD

19.09.2016

Mit den Modellen FRA0261 und FRA0100 speziell für die Medizintechnik bietet Framos bald neue 1MP- und 2MP-Standard-Sensoren mit geringem Energieverbrauch für Endoskope und Mini-Kameramodule. Der Einsatz hochauflösender Full-HD CMOS-Sensoren ermöglicht hochwertige Bildqualität und schnelle Bildraten mit Langzeitverfügbarkeit.

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Für Hersteller medizinischer Endoskope zählen bei der Auswahl passender Bildsensoren vor allem folgende Faktoren: geringe Größe bei gleichzeitig hoher Auflösung sowie Langzeitverfügbarkeit. Der Umstieg von CCD- auf CMOS-Sensoren eröffnet auch in der Medizintechnik neue Chancen, jedoch fehlt es an Standard-CMOS-Sensoren für die Endoskope, denn kundenspezifisch-gefertigte Bildsensoren sind bei kleinen Stückzahlen unter 50.000 Stück Jahresbedarf wegen der hohen Einmalkosten nicht wirtschaftlich herstellbar. Diese Lücke schließt jetzt der Bildverarbeitungs-Anbieter Framos und bringt zur diesjährigen Medica eigene Bildsensoren speziell für die Medizintechnik und Endoskopie auf den Markt.

Exakte Bildverarbeitung für die Medizin

Das 2MP-Modell FRA0261 mit CMOS-BSI-Technologie und einem Chip Scale Package (CSP) von 4,1 x 3,9 Millimetern ermöglicht Endoskope oder Kameramodule mit Abmessungen unter 6 Millimetern Durchmesser und eignet sich mit dieser Größe vor allem für Koloskope, bewegliche und wiederverwendbare Endoskope, die bei Darmspiegelungen zum Einsatz kommen.

Mit einer Pixelgröße von 1,4 x 1,4 µm, mit Full HD-Auflösung und einer Bildrate von bis zu 60 Bildern pro Sekunde wird für den behandelnden Arzt primär eine Steigerung der Bildqualität erreicht. Gegenüber der CCD-Technologie sind die Mini-CMOS-Sensoren für ungefähr die Hälfte des heutigen Marktpreises verfügbar.

Zusätzlich bietet Framos den Sensor als 4,0 x 3,8 Millimeter-Version an, mit der Endoskophersteller den Sensor für bessere Sichtwinkel je nach Optikanforderungen in freiw ählbarer Lage, beispielweise vertikal oder schräg, verbauen können. Mit dem 2- oder 4-poligen MIPI Interface werden nur wenige Datenleitungen zwischen Sensor und Auswerteeinheit benötigt.

Das in Entwicklung befindliche Modell FRA0100, ebenfalls in CMOS-BSI-Technologie, mit 1MP-Auflösung bei einem CSP-Gehäuse von 3 x 3 Millimetern ist besonders klein und eignet sich für Endoskope, die im kardiovaskulären Bereich bei Herz- und Gefäßoperationen eingesetzt werden. Die Auflösung von 1000 x 1000 Pixeln wird durch die geringe Pixelgröße von 1,7 x 1,75 µm erreicht.

Wegwerf-Endoskope verhindern Kreuz-Kontamination

Ebenso arbeitet Framos an einem Sensor für Einmal-Endoskope, der ebenfalls hochauflösende Bilder liefert. Die Miniaturisierung der eingebetteten Bildverarbeitungssysteme wird mit der Datenübertragung über dünne Adern-Paare mit serieller LVDS-Übertragung unterstützt, Leuchtdioden sorgen für eine gute Ausleuchtung und unterstützen die zielgenaue Steuerung des Endoskops durch den behandelnden Arzt. Gerade im Single-Use beziehungsweise. Disposable-Markt liegt laut Branchenstudien ein hohes Wachstum. Der entscheidende Vorteil der Wegwerf-Endoskope liegt in der Eliminierung der sogenannten Kreuz-Kontamination, also der Übertragung von Infektionen zwischen zwei Patienten durch unzureichend gereinigte endoskopische Geräte.

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