[go: up one dir, main page]

DE102005045961A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung eines einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung eines einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes Download PDF

Info

Publication number
DE102005045961A1
DE102005045961A1 DE102005045961A DE102005045961A DE102005045961A1 DE 102005045961 A1 DE102005045961 A1 DE 102005045961A1 DE 102005045961 A DE102005045961 A DE 102005045961A DE 102005045961 A DE102005045961 A DE 102005045961A DE 102005045961 A1 DE102005045961 A1 DE 102005045961A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
images
fluorescence
tissue
image
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102005045961A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102005045961B4 (de
Inventor
Thomas Ehben
Sebastian Dr. Schmidt
Wolfgang Strob
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers Ag De
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE102005045961.7A priority Critical patent/DE102005045961B4/de
Priority to US11/525,905 priority patent/US7447538B2/en
Publication of DE102005045961A1 publication Critical patent/DE102005045961A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005045961B4 publication Critical patent/DE102005045961B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6419—Excitation at two or more wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6421—Measuring at two or more wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/069—Supply of sources
    • G01N2201/0691—Modulated (not pulsed supply)

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung eines zumindest abschnittsweise einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes (G). Zur Verminderung von Störsignalen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein erstes Fluoreszenzbild während einer Beleuchtungsphase (t1) und ein zweites Fluoreszenzbild während einer Dunkelphase (t2) aufzunehmen und das erste Fluoreszenzbild durch Subtraktion des zweiten Fluoreszenzbilds zu korrigieren und anschließend zu einem Gesamtbild zu verarbeiten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Darstellung eines zumindest abschnittsweise einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes.
  • Bei der chirurgischen Entfernung eines Tumors tritt das Problem auf, dass gesundes Gewebe von einem mit einem Tumor befallenden Gewebe mit bloßem Auge häufig nicht unterschieden werden kann. Um hier Abhilfe zu schaffen, wird dem Patienten vor der Operation ein Fluoreszenzfarbstoff verabreicht, der sich spezifisch im Tumor anreichert. Bei der Operation wird das freigelegte Gewebe mit einem zur Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs geeigneten Licht im nahen Infrarotbereich beleuchtet. Das Gewebe wird mit einer Bilderfassungseinrichtung aufgenommen, welche eine optische Einheit zur Trennung eines durch das Fluoreszenzlicht erzeugten Fluoreszenzbilds und eines durch das Umgebungslicht gebildeten nativen Gewebebilds aufweist. Die aufgenommenen Fluoreszenzbilder und die Gewebebilder werden mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung überlagert, wobei das tumoröse Gewebe beispielsweise mittels einer Falsch-Farbendarstellung im überlagerten Bild kenntlich gemacht wird.
  • Das vom Fluoreszenzfarbstoff abgestrahlte Fluoreszenzlicht weist im Vergleich zum Umgebungslicht eine wesentlich geringere Intensität auf. Zur Bilderzeugung muss das Fluoreszenzbild hoch verstärkt werden. Dabei tritt das Problem auf, dass auch das Umgebungslicht spektrale Anteile enthält, welche dem vom Fluoreszenzfarbstoff abgestrahlten Fluoreszenzlicht entsprechen. Auch diese störenden spektralen Anteile werden bei der Bilderzeugung verstärkt und verfälscht die Fluoreszenzbilder.
  • Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, wird nach dem Stand der Technik versucht, die Intensität des vom Fluoreszenzfarbstoff abgestrahlten Fluoreszenzlichts zu steigern. Zu diesem Zweck verwendet man eine starke Anregungslichtquelle, welche zur Erzeugung von Licht im nahen infraroten Bereich LEDs enthält. Die LEDs werden zur Erzielung einer besonders hohen Leistung gepulst bzw. getaktet betrieben. Damit ist es zwar gelungen, den Einfluss des Störsignals bei der Bilderzeugung zu verringern. Zur Erzeugung eines möglichst exakten Fluoreszenzbilds wird jedoch eine weitere Reduzierung oder völlige Unterdrückung des Störsignals angestrebt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, mit denen eine möglichst exakte Identifizierung eines von einem Fluoreszenzfarbstoff emittierten Fluoreszenzlichts möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 8 und 10 bis 16.
  • Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Darstellung eines zumindest abschnittsweise einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes mit folgenden Schritten vorgesehen:
    • a) Beleuchten des Gewebes mit einem zur Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs geeigneten ersten Licht mit einer durch eine periodische Abfolge von Beleuchtungs- und Dunkelphasen gegebenen Taktfrequenz,
    • b) separates Erfassen von während der Beleuchtungsphasen durch die Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs erzeugten ersten Fluoreszenzbildern und von während der Dunkelphasen durch eine Beleuchtung des Gewebes mit einem zweiten Licht erzeugten zweiten Fluoreszenzbildern,
    • c) Korrektur der ersten Fluoreszenzbilder durch Subtraktion dazu korrespondierender zweiter Fluoreszenzbilder und
    • d) Erzeugen von Gesamtbildern durch Überlagerung der korrigierten ersten Fluoreszenzbilder mit dazu korrespondierenden eine Gewebeoberfläche wiedergebenden nativen Gewebebildern.
  • Durch das separate Aufnehmen von mit erstem Licht bzw. Anregungslicht aufgenommenen ersten Fluoreszenzbildern und mit dem zweiten Licht bzw. Umgebungslicht aufgenommenen zweiten Fluoreszenzbildern ist es möglich, die im zweiten Licht enthaltenen störenden Fluoresenzanteile zu subtrahieren. Die entsprechend korrigierten ersten Fluoreszenzbilder sind besonders exakt. Es kann damit ein besonders exaktes Gesamtbild des Gewebes hergestellt werden, indem durch Überlagerung des ersten Fluoreszenzbilds mit dem Gewebebild exakt diejenigen Anteile des Gewebes kenntlich gemacht werden können, welche von einem Tumor befallen sind.
  • Zur Korrektur werden zu den ersten Fluoreszenzbildern "korrespondierende" zweite Fluoreszenzbilder verwendet. Zur Überlagerung werden zu den korrigierten ersten Fluoreszenzbildern "korrespondierende" Gewebebilder verwendet. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff "korrespondierende" Bilder solche Bilder verstanden, welche zeitgleich oder nahezu zeitgleich und aus der gleichen oder einer ähnlichen Perspektive erfasst worden sind. Vorzugsweise werden zur Korrektur zweite Fluoreszenzbilder verwendet, welche während der der Beleuchtungsphase unmittelbar vorhergehenden oder nachfolgenden Dunkelphase aufgenommen worden sind. Desgleichen werden mit den korrigierten ersten Fluoreszenzbildern solche Gewebebilder überlagert, welche zeitgleich oder nahezu zeitgleich mit den ersten Fluoreszenzbildern erfasst worden sind.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Gesamtbild mit einer Darstellungsfrequenz wiedergegeben wird. Die Taktfrequenz ist vorteilhafterweise ein ganzzahliges Vielfaches, vorzugsweise das Zweifache der Darstellungsfrequenz. Die Darstellungsfrequenz kann 10 bis 60 Hz, vorzugsweise 20 Hz, betragen. Im Falle einer Darstellungsfrequenz von 20 Hz beträgt die Anregungsfrequenz zweckmäßigerweise also 40 Hz.
  • Nach einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden während der Dunkelphase zeitlich aufeinander folgend mehrere zweite Fluoreszenzbilder erfasst. Damit kann für jede Beleuchtungsphase eine Nachleuchtdauer einer Fluoreszenzemission aufgelöst werden. Die Nachleuchtdauer ist spezifisch für ein die Fluoreszenzemission erzeugendes Fluoreszenzemissionszentrum. Es können damit unterschiedliche Fluoreszenzemissionszentren erkannt werden. Bei den unterschiedlichen Fluoreszenzemissionszentren kann es sich beispielsweise um unterschiedliche Fluoreszenzfarbstoffe oder auch um natürliche Fluoreszenzemissionszentren handeln. Es ist damit beispielsweise möglich, durch natürliche Fluoreszenzemissionszentren verursachte Störsignale zu erfassen und damit eine weitere Korrektur der ersten Fluoreszenzbilder durchzuführen. Dazu können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur Herstellung eines ersten Fluoreszenzbilds zumindest ein während eines vorgegebenen späten Zeitabschnitts der Dunkelphase erfasstes spätes Fluoreszenzbild von zumindest einem zu einem vorgegebenen frühen Zeitabschnitt erfassten frühen Fluoreszenzbild subtrahiert werden. Der vorgeschlagenen Korrektur liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass insbesondere natürliche Fluoreszenzemissionszentren ein Fluoreszenzlicht mit einer langen Nachleuchtdauer erzeugen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das erste Fluoreszenzbild im Gesamtbild mittels einer Falschfarbe dargestellt. Damit kann der Chirurg besonders einfach den zu entfernenden Tumor vom umgebenden gesunden Gewebe unterscheiden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung wird als erstes Licht Infrarotlicht, insbesondere Infrarotlicht im nahen Infrarotbereich, verwendet. Es handelt sich dabei um Licht mit einer Wellenlänge, insbesondere von mehr als 700 nm, vorzugsweise mehr als 750 nm. Das zweite Licht kann dagegen die Wellenlängen des sichtbaren Lichts, d. h. im Bereich von 350 bis 750 nm, umfassen.
  • Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Darstellung eines zumindest abschnittsweise einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes vorgeschlagen, umfassend:
    • – eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten des Gewebes mit einem zur Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs geeigneten ersten Licht mit einer durch eine periodische Abfolge von Beleuchtungs- und Dunkelphasen gegebenen Taktfrequenz,
    • – eine Erfassungseinrichtung zum separaten Erfassen von während der Beleuchtungsphasen durch die Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs erzeugten ersten Fluoreszenzbildern und von während der Dunkelphasen durch Beleuchtung des Gewebes mit einem zweiten Licht erzeugten zweiten Fluoreszenzbildern,
    • – eine Korrektureinrichtung zur Korrektur der ersten Fluoreszenzbilder durch Subtraktion dazu korrespondierender zweiter Fluoreszenzbilder und
    • – eine Bilderzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Gesamtbildern durch Überlagerung der korrigierten ersten Fluoreszenzbilder mit dazu korrespondierenden eine Gewebeoberfläche wiedergebenden nativen Gewebebildern.
  • Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung können kontinuierlich Gesamtbilder erzeugt werden, welche eine exakte Unterscheidung eines Tumors von einem gesunden Gewebe ermöglichen. Insbesondere im zweiten Licht bzw. Umgebungslicht enthaltende spektrale Komponenten des vom Fluoreszenzfarbstoff abgestrahlten Fluoreszenzlichts können bei der Korrektur der ersten Fluo reszenzbilder berücksichtigt werden. Die korrigierten ersten Fluoreszenzbilder sind besonders exakt.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung ergeben sich aus den bereits zum Verfahren beschriebenen Merkmalen, welche sinngemäß auf die Vorrichtung übertragen werden können.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Bilderfassungseinrichtung,
  • 2 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten einer Vorrichtung und
  • 3 die Taktfrequenz zum Ansteuern einer Anregungslichtquelle.
    •
  • 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Bilderfassungseinrichtung. Einem Objektiv 1 ist im Strahlengang ein Strahlenteiler 2 nachgeordnet. Mit dem Bezugszeichen 3 ist ein erstes Filter bezeichnet, welches z. B. für Wellenlängen im UV-Bereich undurchlässig ist. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet ein zweites Filter, das beispielsweise für Wellenlängen kleiner 750 nm undurchlässig ist.
  • Dem ersten Filter 3 ist im Strahlengang eine erste Kamera 5 zur Erfassung eine Gewebeoberfläche wiedergebende nativer Gewebebilder nachgeordnet. Eine dem zweiten Filter 4 im Strahlengang nachgeordnete zweite Kamera 6 dient der Aufnahme von durch Fluoreszenzlicht erzeugten Fluoreszenzbildern. Bei der ersten 5 oder der zweiten Kamera 6 kann es sich insbesondere um CDD-Kameras handeln, die zweckmäßigerweise für die jeweils aufzunehmenden Wellenlängenbereiche eine besonders hohe Empfindlichkeit aufweisen.
  • 2 zeigt schematisch die wesentlichen Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Eine Anregungslichtquelle 7 kann z. B. eine Vielzahl von (hier nicht gezeigten) LEDs zur Erzeugung eines Anregungslichts mit einer Wellenlänge, beispielsweise im Bereich von zumindest 700 nm umfassen. Der Anregungslichtquelle 7 ist ein dritter Filter 8 nachgeordnet, der für Licht mit einer Wellenlänge von z. B. weniger als 700 nm undurchlässig ist. Mit dem Bezugszeichen G ist ein Gewebe bezeichnet.
  • Die Anregungslichtquelle 7 und die zweite Kamera 6 sind mit einem Steuergerät 9 verbunden. Es kann auch sein, dass die erste Kamera 5 mit dem Steuergerät 9 verbunden ist. Die erste 5 und die zweite Kamera 6 sind mit einem Computer 10 verbunden, welcher wiederum mit einem Monitor 11 zur Darstellung der erzeugten Bilder verbunden ist. Es kann selbstverständlich sein, dass das Steuergerät 9 Bestandteil des Computers 10 ist.
  • Die Funktion der Vorrichtung wird nunmehr in Zusammensicht mit 3 näher erläutert.
  • Das Steuergerät 9 erzeugt das in 3 gezeigte Taktsignal. Es kann sich bei dem Taktsignal um ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von beispielsweise 40 Hz handeln. In Übereinstimmung mit dem Taktsignal wird die Anregungslichtquelle 7 ein- und ausgeschaltet. Die sich ergebenden Beleuchtungs- und Dunkelphasen sind in 3 mit dem Bezugszeichen t1 und t2 bezeichnet. Die erste Kamera 5 kann genau gegenphasig ein- und ausgeschaltet werden. D. h. die erste Kamera 5 zum Aufnehmen des nativen Gewebebilds kann lediglich während der Dunkelphasen t2 eingeschaltet sein. Dazu kann die erste Kamera 5 über eine ggf. vorgesehene Steuerleitung unmittelbar vom Steuergerät 9 gegenphasig ein- und ausgeschaltet werden. Es ist aber auch möglich, dass die erste Kamera 5 eine Einrichtung umfasst, mit der in Abhängigkeit des von der Anre gungslichtquelle 7 erzeugten Lichtsignals das gegenphasige Ein- und Ausschalten der ersten Kamera 5 bewirkt wird.
  • Ferner kann mit dem Steuergerät 9 die zweite Kamera 6 so angesteuert werden, dass während der Beleuchtungsphasen t1 aufgenommene erste Fluoreszenzbilder und während der Dunkelphasen t2 aufgenommene zweite Fluoreszenzbilder vom Computer 10 separat erfasst werden.
  • Mit einem herkömmlichen Bildverarbeitungsprogramm kann beispielsweise aus zwei nacheinander erfassten ersten und zweiten Fluoreszenzbildern durch Subtraktion des zweiten Fluoreszenzbilds vom ersten Fluoreszenzbild ein korrigiertes erstes Fluoreszenzbild hergestellt werden. Das erste Fluoreszenzbild kann ebenfalls nach herkömmlichen Verfahren mit einem beispielsweise zeitgleich mit dem zweiten Fluoreszenzbild mit der ersten Kamera 5 aufgenommenen nativen Gewebebild überlagert werden, wobei das korrigierte erste Fluoreszenzbild mit einer Falschfarbe dargestellt wird. Das so erzeugte Gesamtbild zeigt ohne den Einfluss von Störsignalen exakt diejenigen Bereiche im Gewebe an, in denen ein Fluoreszenzfarbstoff angereichert ist. Das ermöglicht eine exakte Unterscheidung, beispielsweise eines Tumors von einen gesunden Gewebe.
  • Zur Darstellung des Gesamtbilds kann die der in der 3 mit t3 bezeichneten Zeitdauer zugeordnete Darstellungsfrequenz von beispielsweise 20 Hz verwendet werden. Eine solche Darstellungsfrequenz ist für den Zweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausreichend.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Darstellung eines zumindest abschnittsweise einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes (G), mit folgenden Schritten: Beleuchten des Gewebes (G) mit einem zur Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs geeigneten ersten Licht mit einer durch eine periodische Abfolge von Beleuchtungs- (t1) und Dunkelphasen (t2) gegebenen Taktfrequenz, separates Erfassen von während der Beleuchtungsphasen (t1) durch die Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs erzeugten ersten Fluoreszenzbildern und von während der Dunkelphasen (t2) durch eine Beleuchtung des Gewebes (G) mit einem zweiten Licht erzeugten zweiten Fluoreszenzbildern, Korrektur der ersten Fluoreszenzbilder durch Subtraktion dazu korrespondierender zweiter Fluoreszenzbilder und Erzeugen von Gesamtbildern durch Überlagerung der korrigierten ersten Fluoreszenzbilder mit dazu korrespondierenden eine Gewebeoberfläche wiedergebenden nativen Gewebebildern.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gesamtbild mit einer Darstellungsfrequenz (t3) wiedergegeben wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Taktfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches, vorzugsweise das Zweifache, der Darstellungsfrequenz (t3) ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Darstellungsfrequenz (t3) 10 bis 60 Hz, vorzugsweise 20 Hz, ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während der Dunkelphase (t2) zeitlich aufeinander folgend mehrere zweite Fluoreszenzbilder erfasst werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei zur Herstellung eines ersten Fluoreszenzbilds zumindest ein während eines vorgegeben späten Zeitabschnitts der Dunkelphase (t2) erfasstes spätes Fluoreszenzbild von zumindest einem zu einem vorgegeben frühen Zeitabschnitt erfassten frühen Fluoreszenzbild subtrahiert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Fluoreszenzbild im Gesamtbild mittels einer Falschfarbe dargestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als erstes Licht Infrarotlicht, vorzugsweise Infrarotlicht im nahen Infrarotbereich, verwendet wird.
  9. Vorrichtung zur Darstellung eines zumindest abschnittsweise einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes (G), umfassend: eine Beleuchtungseinrichtung (7) zum Beleuchten des Gewebes (G) mit einem zur Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs geeigneten ersten Licht mit einer durch eine periodische Abfolge von Beleuchtungs- (t1) und Dunkelphasen (t2) gegebenen Taktfrequenz, eine Erfassungseinrichtung (1 bis 6) zum separaten Erfassen von während der Beleuchtungsphasen (t1) durch die Anregung des Fluoreszenzfarbstoffs erzeugten ersten Fluoreszenzbildern und von während der Dunkelphasen (t2) durch Beleuchtung des Gewebes (G) mit einem zweiten Licht erzeugten zweiten Fluoreszenzbildern, eine Korrektureinrichtung (10) zur Korrektur der ersten Fluoreszenzbilder durch Subtraktion dazu korrespondierender zweiter Fluoreszenzbilder und eine Bilderzeugungseinrichtung (10, 11) zur Erzeugung von Gesamtbildern durch Überlagerung der korrigierten ersten Fluoreszenzbilder mit dazu korrespondierenden eine Gewebeoberfläche wiedergebenden nativen Gewebebildern.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Mittel (9) zur Erzeugung einer Darstellungsfrequenz (t3) zur Wiedergabe des Gesamtbilds vorgesehen ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Anregungsfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches, vorzugsweise das Zweifache, der Darstellungsfrequenz (t3) ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Anregungsfrequenz 10 bis 60 Hz, vorzugsweise 20 Hz, ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei mittels der Erfassungseinrichtung (1 bis 6) während der Dunkelphase (t2) zeitlich aufeinander folgend mehrere zweite Fluoreszenzbilder erfassbar sind.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei zur Herstellung eines ersten Fluoreszenzbilds eine weitere Korrektureinrichtung zur Subtraktion zumindest eines während eines vorgegeben späten Zeitabschnitts der Dunkelphase (t2) erfassten späten Fluoreszenzbilds von zumindest einem zu einem vorgegebenen frühen Zeitabschnitt erfassten frühen Fluoreszenzbild vorgesehen ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei eine Einrichtung (10, 11) zur Darstellung des ersten Fluoreszenzbilds im Gesamtbild mittels einer Falschfarbe vorgesehen ist.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei das erste Licht Infrarotlicht, vorzugsweise Infrarotlicht im nahen Infrarotbereich, ist.
DE102005045961.7A 2005-09-26 2005-09-26 Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung eines einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes Expired - Fee Related DE102005045961B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005045961.7A DE102005045961B4 (de) 2005-09-26 2005-09-26 Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung eines einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes
US11/525,905 US7447538B2 (en) 2005-09-26 2006-09-25 Method and apparatus for displaying a tissue containing a fluorescent dye

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005045961.7A DE102005045961B4 (de) 2005-09-26 2005-09-26 Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung eines einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005045961A1 true DE102005045961A1 (de) 2007-04-05
DE102005045961B4 DE102005045961B4 (de) 2018-11-15

Family

ID=37852524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005045961.7A Expired - Fee Related DE102005045961B4 (de) 2005-09-26 2005-09-26 Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung eines einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7447538B2 (de)
DE (1) DE102005045961B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020118673A1 (de) 2020-07-15 2022-01-20 Olympus Winter & Ibe Gmbh Verfahren und System zur Messung von Fluoreszenz in der offenen Chirurgie

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080224067A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 David Clark Laser forensic detection method and apparatus
US7940978B2 (en) * 2007-06-05 2011-05-10 General Electric Company Automatic characterization of cellular motion
WO2009010741A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-22 P2I Ltd. Method for liquid proofing an item by plasma graft polymerisation
US7615761B2 (en) * 2007-09-10 2009-11-10 Coherent, Inc. Trace evidence detection using multiple laser light sources
WO2013116694A1 (en) 2012-02-03 2013-08-08 The Trustees Of Dartmouth College Method and apparatus for determining tumor shift during surgery using a stereo-optical three-dimensional surface-mapping system
US10568535B2 (en) 2008-05-22 2020-02-25 The Trustees Of Dartmouth College Surgical navigation with stereovision and associated methods
US8948851B2 (en) 2009-01-20 2015-02-03 The Trustees Of Dartmouth College Method and apparatus for depth-resolved fluorescence, chromophore, and oximetry imaging for lesion identification during surgery
US8445867B2 (en) * 2010-02-23 2013-05-21 Board Of Trustees Of The University Of Illinois Photobleaching and intermittency localization microscopy
US11813100B2 (en) 2012-01-04 2023-11-14 The Trustees Of Dartmouth College Methods for quantitative and enhanced-contrast molecular medical imaging using cross-modality correction for differing tracer kinetics
WO2014127145A1 (en) * 2013-02-13 2014-08-21 The Trustees Of Dartmouth College Method and apparatus for medical imaging using differencing of multiple fluorophores
US11510600B2 (en) 2012-01-04 2022-11-29 The Trustees Of Dartmouth College Method and apparatus for quantitative and depth resolved hyperspectral fluorescence and reflectance imaging for surgical guidance
US11937951B2 (en) 2013-02-13 2024-03-26 The Trustees Of Dartmouth College Method and apparatus for medical imaging using differencing of multiple fluorophores
EP3273223A4 (de) * 2015-03-17 2018-09-26 Hamamatsu Photonics K.K. Vorrichtung zur erzeugung eines fluoreszenzbildes und verfahren zur erzeugung eines fluoreszenzbildes
US10209242B2 (en) 2015-05-21 2019-02-19 Emit Imaging, Inc. Fluorescence histo-tomography (FHT) systems and methods
AU2016315795C1 (en) * 2015-08-31 2022-03-10 Curadel, LLC Fluorescence histo-tomography (FHT) systems and methods
US10724956B1 (en) * 2019-02-01 2020-07-28 Essen Instruments, Inc. Spectral unmixing

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5016173A (en) * 1989-04-13 1991-05-14 Vanguard Imaging Ltd. Apparatus and method for monitoring visually accessible surfaces of the body
DE19722790A1 (de) * 1997-05-30 1998-12-03 Zeiss Carl Jena Gmbh Anordnung und Verfahren zur zeitaufgelösten Messung nach dem Scannerprinzip
DE19916773A1 (de) * 1998-04-14 1999-10-21 Noran Instr Inc Verfahren und Vorrichtung zur Blitzlichtphotolyse
WO2000006980A1 (en) * 1998-07-27 2000-02-10 Cedars-Sinai Medical Center Spectral topography of mammalian matter
DE19920158A1 (de) * 1999-04-29 2000-11-02 Univ Schiller Jena Verfahren und Anordnung zur Bestimmung von Fluorophoren an Objekten, insbesondere am lebenden Augenhintergrund
DE10222779A1 (de) * 2002-05-16 2004-03-04 Carl Zeiss Jena Gmbh Verfahren und Anordnung zur Untersuchung von Proben
DE102004006960A1 (de) * 2004-02-10 2005-08-25 Friedrich-Schiller-Universität Jena Verfahren und Anordnung zur Gewinnung und Auswertung kontrastreicher Bilder der zeitaufgelösten Fluoreszenz von bewegten Objekten, beispielsweise des Augenhintergrundes

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3164609B2 (ja) * 1990-10-31 2001-05-08 オリンパス光学工業株式会社 内視鏡装置
DE19612536A1 (de) * 1996-03-29 1997-10-02 Freitag Lutz Dr Anordnung und Verfahren zur Diagnose von malignem Gewebe durch Fluoreszenzbetrachtung
US6293911B1 (en) * 1996-11-20 2001-09-25 Olympus Optical Co., Ltd. Fluorescent endoscope system enabling simultaneous normal light observation and fluorescence observation in infrared spectrum
US6635011B1 (en) * 2000-01-14 2003-10-21 Pentax Corporation Electronic endoscope system
US6748259B1 (en) * 2000-06-15 2004-06-08 Spectros Corporation Optical imaging of induced signals in vivo under ambient light conditions

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5016173A (en) * 1989-04-13 1991-05-14 Vanguard Imaging Ltd. Apparatus and method for monitoring visually accessible surfaces of the body
DE19722790A1 (de) * 1997-05-30 1998-12-03 Zeiss Carl Jena Gmbh Anordnung und Verfahren zur zeitaufgelösten Messung nach dem Scannerprinzip
DE19916773A1 (de) * 1998-04-14 1999-10-21 Noran Instr Inc Verfahren und Vorrichtung zur Blitzlichtphotolyse
WO2000006980A1 (en) * 1998-07-27 2000-02-10 Cedars-Sinai Medical Center Spectral topography of mammalian matter
DE19920158A1 (de) * 1999-04-29 2000-11-02 Univ Schiller Jena Verfahren und Anordnung zur Bestimmung von Fluorophoren an Objekten, insbesondere am lebenden Augenhintergrund
DE10222779A1 (de) * 2002-05-16 2004-03-04 Carl Zeiss Jena Gmbh Verfahren und Anordnung zur Untersuchung von Proben
DE102004006960A1 (de) * 2004-02-10 2005-08-25 Friedrich-Schiller-Universität Jena Verfahren und Anordnung zur Gewinnung und Auswertung kontrastreicher Bilder der zeitaufgelösten Fluoreszenz von bewegten Objekten, beispielsweise des Augenhintergrundes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020118673A1 (de) 2020-07-15 2022-01-20 Olympus Winter & Ibe Gmbh Verfahren und System zur Messung von Fluoreszenz in der offenen Chirurgie

Also Published As

Publication number Publication date
US20070083124A1 (en) 2007-04-12
US7447538B2 (en) 2008-11-04
DE102005045961B4 (de) 2018-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005045961B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung eines einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes
DE102006042670B4 (de) Elektronisches Endoskopsystem
EP2440119B1 (de) Bildgebungssystem zur fluoreszenz-optischen visualisierung eines objekts
EP0805348B1 (de) Anordnung zur Diagnose von malignem Gewebe durch Fluoreszenzbetrachtung
DE102014016850B9 (de) Optisches System zur Fluoreszenzbeobachtung
DE102006038815B4 (de) Elektronisches Endoskop
DE102006038814B4 (de) Elektronisches Endoskop, Endoskoplichtquelleneinheit, Endoskopprozessor und elektronisches Endoskopsystem
DE102017117428B4 (de) Bildgebendes Verfahren unter Ausnutzung von Fluoreszenz sowie zugehörige Bildaufnahmevorrichtung
DE10139009A1 (de) Videoendoskopsystem
EP1155657B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung von tumorösem Gewebe
DE102006001647B4 (de) Bilddatenprozessor und elektronisches Endoskopsystem
DE102004006260A1 (de) Videoendoskopeinrichtung
DE102015011429A1 (de) Optisches Filtersystem und Fluoreszenzbeobachtungssystem
DE102018111958B4 (de) Filtersatz, System und Verfahren zur Beobachtung von Protoporphyrin IX
EP4601523A1 (de) Medizinische bildgebungsvorrichtung und verfahren zur medizinischen bildgebung
DE102011053250B4 (de) Verfahren zum Aufnehmen von Bildern eines Beobachtungsobjektes mit einem elektronischen Bildsensor und optisches Beobachtungsgerät
WO2009121633A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufnehmen von farbbildern und ldi-signalen von einem objekt
DE60016533T2 (de) Vorrichtung zur Erfassung eines Fluoreszenzbildes
DE102020132951A1 (de) Erfassung von Bildern eines medizinischen Situs in Weißlicht und Fluoreszenzlicht
DE60020986T2 (de) Farbbildaufnahmegerät für schwaches licht
DE102019217541A1 (de) Medizinische Bildgebungseinrichtung, Verfahren und Verwendung
DE102023200671B3 (de) Verfahren zum Bereitstellen einer Abbildung mittels eines Operationsmikroskops und Operationsmikroskop
DE102018122816B9 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Eigenschaft eines Objekts
DE102005045906A1 (de) Vorrichtung zur Aufnahme eines einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes
DE102019132045A1 (de) Anzeigen medizinischer Bilder

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHINEERS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, MUENCHEN, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee