Die ursprüngliche Funktion des Endoskops (gr. Endo innen, innerhalb; skopein betrachten) nämlich die Erzeugung von Bildern aus dem Körperinneren wird heute durch ein Endoskopie-System realisiert. Das Endoskop ist hierbei Teil eines Gesamtsystems, das je nach Anwendung unterschiedlich zusammengestellt sein kann. Ein Endoskopie-System umfasst folgende Teilfunktionen:

  • Beleuchtung
  • Bildgebung
  • Visualisierung
  • Dokumentation
  • Instrumentenzuführung

Die Beleuchtung des Objektraumes im Körperinneren erfolgt mit Lichtquellen, die auf der Basis von Hg-, Xe- oder Metallhalogenlampen die benötigte Lichtmenge erzeugen. Das Licht wird über Lichtleitkabel und die im Endoskop integrierten Lichtleitfasern bis zum Gewebe geleitet. Diese ungeordneten Faserbündel transportieren das Licht unter Ausnutzung der Totalreflexion (s. Kap. 1.1.3). Die von der Lichtquelle erzeugte tageslichtähnliche spektrale Verteilung der Beleuchtung wird durch die verwendeten Lichtleitfasern nicht beeinflusst. Die Lichtleitfasern sind im Endoskop so anzuordnen, dass eine homogene Ausleuchtung des betrachteten Objektraums entsteht. Durch die Verwendung von Lichtleitfasern in Verbindung mit entsprechenden IR-Filtern in der Lichtquelle wird eine unerwünschte Erwärmung des Gewebes verhindert. Diese Beleuchtungsart wird deswegen auch als „Kaltlicht“ bezeichnet.

Die endoskopische Bildgebung, d.h. die optische Abbildung durch das Endoskop, beginnt mit der Bilderzeugung durch das sich an der Endoskopspitze befindliche Objektiv, wodurch sich ein verkleinertes und umgekehrtes erstes Zwischenbild des Objekts ergibt. Dieses Zwischenbild wird mit einem Bildweiterleitungssystem aus dem Körperinneren nach Außen transportiert. Die Bildweiterleitung kann optisch oder, wenn das Zwischenbild direkt mit einem in der Endoskopspitze angebrachten Bildsensor aufgenommen wurde, elektronisch erfolgen. Bei der optischen Bildweiterleitung wird das letzte Zwischenbild am Ende des Endoskops durch ein Okular vergrößert und virtuell abgebildet, wodurch ein direkter Blick in das Endoskop möglich wird.

Die Visualisierung der endoskopischen Bilder durch den direkten Blick wurde in den meisten Fachdisziplinen durch den Einsatz spezieller Kamerasysteme ersetzt, die das endoskopische Bild auf einem Monitor darstellen. Diese Kamerasysteme bestehen aus einem Kameraobjektiv, einem Kamerakopf mit Bildsensor und einer Steuereinheit. Wenn auf die visuelle Endoskopie verzichtet werden kann, bieten Endoskope mit elektronischer Bildweiterleitung den Vorteil, dass nur die Steuereinheit benötigt wird, um das Bild auf den Monitor zu übertragen. Die elektronische Bilderfassung und Darstellung über den Monitor hat sich heute vielfach durchgesetzt, da sie gegenüber dem Direkteinblick in das Endoskop entscheidende Vorteile bietet. Neben einer ergonomischen Arbeitsweise bietet sie die Möglichkeit, dass mehrere Personen gleichzeitig denselben endoskopischen „Blick“ haben. Weiterhin ermöglicht sie die analoge oder digitale Speicherung der endoskopischen Bilder mit modernen Dokumentationssystemen. Die Bilddokumentation ist für die Verlaufskontrolle und die immer wichtiger werdenden Qualitätssicherung medizinischer Eingriffe unverzichtbar geworden. Die mögliche Digitalisierung der Bildinformationen bietet darüber hinaus neue Möglichkeiten der digitalen Signalverarbeitung. Beispielsweise kann die Qualität der endoskopischen Bilder deutlich verbessert werden, aber auch neue diagnostische Perspektiven über den visuellen Blick hinaus sind möglich.

Ausgehend von dem reinen diagnostischen Einsatz der Endoskopie wurden die verschiedensten Therapieverfahren unter endoskopischer Sicht entwickelt. Viele Endoskope sind deshalb mit einem Arbeitskanal für die Instrumentenzuführung ausgestattet oder aber das in Kombination mit dem Endoskop angewandte Instrumentarium ermöglicht das Einführen zusätzlicher Instrumente in den Körper. Neben dem Instrumentarium werden weitere Komponenten benötigt, die je nach Anwendung zum Einsatz kommen. Hierzu zählen Pumpen, Motoren, Hochfrequenz-Geräte, Ultraschall-Geräte, Laser etc.. Zur Optimierung der Arbeitsabläufe im Operationssaal können die Komponenten des Endoskopie-Systems zu einem sogenannte „integrierten Operationssaal“ vernetzt und zentral gesteuert werden.

Obwohl bei fast allen genannten Systemkomponenten optische Technologien zum Einsatz kommen, wird nachfolgend nur auf die bildgebenden Komponenten im Endoskop näher eingegangen.