DE19539829A1 - Determining blood flow and vitality of organs - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Mangeldurchblutungen und Vitalitäten von Organen mittels einer Injektion von Fluoreszein und eines Fluorometers.The invention relates to a method and Device for determining deficient blood flow and Vitalities of organs by means of an injection of Fluorescein and a fluorometer.
Unter der Fluorometrie versteht man ein Verfahren der chemischen Analyse, bei welchem aus der Fluoreszenz-Intensität auf die Menge des zu bestimmenden Stoffes in einer Lösung, zumeist in einem Reagenzglas, geschlossen wird, wenn die Abhängigkeit der Fluoreszenz von der Konzentration bekannt ist. Mit diesem Verfahren wird die Fluorometrie vor allem zur Bestimmung von Eiweiß, Alkaloiden, Vitaminen, Hormonen und dergleichen angewendet.Fluorometry is a process chemical analysis, in which from the Fluorescence intensity on the amount of to be determined Substance in a solution, usually in a test tube, is closed when the dependence of fluorescence of concentration is known. With this procedure is mainly used to determine fluorometry Protein, alkaloids, vitamins, hormones and the like applied.
Ein derartiges Fluorometer wird beispielsweise in der EP 0 207 485 B1 beschrieben.Such a fluorometer is described, for example, in EP 0 207 485 B1.
Ferner wird in der DE 39 15 692 ein Verfahren zur Bestimmung schnell veränderlicher Fluoreszenzvorgänge an biologischen Proben durch Anregung mit einem abschaltbaren Laser beschrieben, wobei das Fluoreszenzlicht der Probe mit einem Detektorsystem erfaßt wird. Dieses Verfahren ist schon deshalb für den menschlichen Körper nicht geeignet, weil die Fluoreszenzerregung mittels eines Laserstrahles aufgrund seiner Strahlungsintensität bei einer Bestrahlungszeit im Minutenbereich zu körperlichen Schäden führen kann. Ferner setzt eine Fluoreszenz ohne Laseranregung und damit ohne Lichtquelle eine entsprechend hohe Fluoreszenzkonzentration voraus, die gleichfalls beim menschlichen Körper vermieden werden muß. Und schließlich geht aus der Beschreibungseinleitung dieser Vorveröffentlichung hervor, daß bislang ein derartiges Fluoreszenzverfahren bei der Messung von intakten Blättern von Pflanzen eingesetzt worden ist. Bei einer derartigen Anwendung waren schon deshalb Grenzen gesetzt, weil die Abgrenzung von bestrahlten und nicht bestrahlten Blattbereichen unklar ist und außerdem durch die Dichte der Chloroplasten Anregungslicht absorbiert wird und durch die Absorption und das Re-Emission Spektrum die Intensität des Fluoreszenzlichts beeinflußt werden.Furthermore, DE 39 15 692 describes a method for Determination of rapidly changing fluorescence processes biological samples by excitation with a switchable laser described, the Fluorescent light from the sample with a detector system is detected. This procedure is therefore for the not suitable because the human body Fluorescence excitation due to a laser beam its radiation intensity with an irradiation time in Minute range can lead to physical damage. Furthermore, fluorescence without laser excitation and a correspondingly high level without a light source Fluorescence concentration ahead, which is also the case with human body must be avoided. And finally goes from the introduction to this Pre-publication shows that so far Fluorescence method for the measurement of intact Plant leaves have been used. At a there were limits to such an application because the distinction between irradiated and non-irradiated Leaf areas is unclear and also due to the density the chloroplast excitation light is absorbed and through the absorption and the re-emission spectrum Intensity of the fluorescent light can be influenced.
Nach zwei Aufsätzen von David G. Silverman, "JOURNAL OF SURGICAL RESEARCH" VOL. 34, 1983, S. 179-186 und "SURGERY" Februar 1985, S. 185-193, hat man an offenen Bauchhöhlen von Ratten und Hunden die Durchblutung eines strangulierten Darmes mittels einer relativ hohen Dosis von injiziertem Fluoreszein und einem Fluorometer untersucht. Da diese Untersuchung jeweils an offenen Bauchhöhlen stattfand, konnte eine Beeinflussung der Fluoreszenz durch einfallendes Tageslicht oder Kunstlicht nicht verhindert werden. Insofern sind diese Untersuchungen mit entsprechenden Unsicherheitsfaktoren behaftet. So war beispielsweise die Interpretation der eingefärbten Muster unter ultraviolettem Licht subjektiv und auf die Konzentration des Fluoreszeins oberhalb der sichtbaren Schwelle begrenzt. Eine objektive Messung fand somit nicht statt.After two essays by David G. Silverman, "JOURNAL OF SURGICAL RESEARCH" VOL. 34, 1983, pp. 179-186 and "SURGERY" February 1985, pp. 185-193, are on open abdominal cavities of rats and dogs Blood flow to a strangulated intestine using a relatively high dose of injected fluorescein and one Fluorometer examined. Since this investigation is on open abdominal cavities could have an impact fluorescence from daylight or Artificial light cannot be prevented. In this respect, these are Investigations with corresponding uncertainty factors afflicted. For example, the interpretation of the colored pattern subjectively under ultraviolet light and on the concentration of fluorescein above that visible threshold is limited. An objective measurement was found therefore not instead.
Ferner hat man bereits 1943 gemäß dem Aufsatz von Kurt Lange ("THE DERMOFLUOROMETER" the Journal of Laboratory and Clinical Medicine 1943, S. 1746-1750) mittels eines Fluorometers Hautuntersuchungen durchgeführt, wobei den betreffenden Patienten 10 cm³ einer 5%igen Fluoreszeinlösung intravenös injiziert wurde und in einem abgedunkelten Raum unterschiedliche Testpunkte des Körpers mit einem Fluorometer untersucht wurden. Auch dieses Verfahren und auch die Vorrichtung sind mit dem Nachteil eines subjektiven - da visuellen - Vergleiches behaftet, erfordern relativ hohe Fluoreszeindosierungen und lassen sich auf Untersuchungen von Blutgefäßen innerhalb eines menschlichen Körpers in einer präoperativen Phase nicht anwenden.Furthermore, according to the essay by Kurt Lange ("THE DERMOFLUOROMETER" the Journal of Laboratory and Clinical Medicine 1943, pp. 1746-1750) skin examinations using a fluorometer carried out, the patient concerned 10 cm³ 5% fluorescein solution was injected intravenously and different in a darkened room Body test points examined with a fluorometer were. This method and also the device have the disadvantage of a subjective - because visual - Comparative affairs require relatively high ones Fluorescein doses and can be examined of blood vessels within a human body in a preoperative phase.
In den vergangenen 30 Jahren hat beispielsweise die intestinale Ischämie an Bedeutung gewonnen und wurde zunehmend häufiger beobachtet. Zum Teil ist dies bei zunehmender Lebenserwartung auf eine erhöhte Inzidenz zurückzuführen. Dabei ist wesentlich die Erkenntnis, daß bei vielen Erkrankungen eine Störung des intestinalen Blutflusses als gemeinsame Ätiologie vorliegt. Die Symptomatik ist uncharakteristisch und liefert wegen der geringen subjektiven Beschwerden und des wenig auffälligen Untersuchungsbefundes oft ein trügerisches Bild. Die Bestimmung des Serumlaktats, eine Leukozytose sowie der klinische Verlauf können richtungsweisend sein. Bis heute ist ein Labortest, der die intestinale Ischämie mit ausreichender Sensitivität und Spezifität nachweist, nicht bekannt. Die invasive Röntgendiagnostik kann durch den Nachweis von mesenterialen Gefäßabbrüchen bei der selektiven Katheterangiographie Anwendung finden. Zur Beurteilung der Darmvitalität muß derzeit eine sofortige explorative Laparotomie durchgeführt werden. Trotz der Verbesserungen der chirurgischen, gefäßrekonstruktiven Maßnahmen und trotz Verbesserung der intensiv-medizinischen Techniken wird die Letalität der Erkrankung mit 80% bis 90% angegeben. Zur Herabsetzung dieser hohen Letalität steht neben der frühzeitigen Diagnose vor allem die sichere Beurteilung der Darmvitalität im Vordergrund. Hier setzt die Erfindung ein.For example, in the past 30 years intestinal ischemia gained importance and was observed increasingly frequently. This is partly the case with increasing life expectancy for an increased incidence attributed. It is essential to recognize that intestinal disorder in many diseases Blood flow is a common etiology. The Symptoms are uncharacteristic and deliver because of little subjective complaints and little striking examination findings are often deceptive Picture. Determination of serum lactate, leukocytosis and the clinical course can be trend-setting. To date, there is a laboratory test that shows intestinal ischemia with sufficient sensitivity and specificity, not known. The invasive X-ray diagnosis can be done by the detection of mesenteric vascular breaks at the selective catheter angiography find application. For Assessment of gut vitality must currently be immediate exploratory laparotomy. Despite the Improvements in surgical, vascular reconstructive Measures and despite improving the intensive medical techniques will increase the lethality of the Disease indicated with 80% to 90%. For belittling this high lethality stands alongside the early one Diagnosis especially the safe assessment of the Intestinal vitality in the foreground. This is where the invention comes in a.
Dieser liegt die Aufgabe zugrunde, zur Ermöglichung von kurzfristigen Wiederholungsuntersuchungen bei möglichst geringer Farbstoffdosierung an Fluoreszein eine differenzierte quantitative und qualitative Aussage der Fluoreszeinkonzentration und der damit einhergehenden Fluoreszenz-Intensität innerhalb von unbeleuchteten Körperhöhlen zur Beurteilung der Qualität der Durchblutung und der Zellvitalität treffen zu können.This is based on the task of making it possible of short-term repeat exams lowest possible dosage of dye on fluorescein differentiated quantitative and qualitative statements of the Fluorescein concentration and the associated Fluorescence intensity within unlit Body cavities to assess the quality of Blood circulation and cell vitality.
Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach einer intravenösen Injektion mit Fluoreszein monochromatisches Licht erzeugt und mittels eines ersten flexiblen Lichtleiters und einer daran angeschlossenen Lichtsonde in eine Körperhöhle eines Menschen auf den Untersuchungsbereich gelenkt wird und über dieselbe Lichtsonde sowie einen zweiten daran angeschlossenen, flexiblen Lichtleiter das vom Untersuchungsbereich reflektierte Licht über einen Photomultiplier einem Computer zugeleitet wird, der über einen Soll-Ist-Wertvergleich die Fluoreszenz-Intensität dieses reflektierten Lichtes mit der Fluoreszenz-Intensität eines gesunden Referenzbereiches und/oder mit der bekannten Pharmakokinetik des Fluoreszeins in gesundem Gewebe vergleicht und diese Vergleichswerte auf einem Bildschirm anzeigt, ausdruckt oder/und durch ein optisches und/oder akustisches Signal verdeutlicht.This task becomes procedural solved according to the invention in that after a intravenous injection with fluorescein monochromatic Generated light and using a first flexible Light guide and a light probe connected to it into a human body cavity on the Examination area is directed and over the same Light probe and a second connected flexible light guide from the examination area reflected light over a photomultiplier Computer that is routed through a The target-actual value comparison is the fluorescence intensity of this reflected light with the fluorescence intensity a healthy reference range and / or with the known pharmacokinetics of fluorescein in healthy Tissue compares and these comparative values on one Displays, prints out and / or through a screen visual and / or acoustic signal clarified.
Je nach der Größe, Dauer und Art der Fluoreszenz-Intensität des reflektierten Lichtes lassen sich dabei folgende quantitative Aussagen treffen:Depending on the size, duration and type of Let fluorescence intensity of the reflected light the following quantitative statements meet:
- a) Bei einem steilen Anstieg und erneutem Abfall der Fluoreszenz-Intensität des gelbgrünen emittierten Lichtes von dem untersuchten Körperteil, z. B. dem Darmteil, läßt dies auf eine gute Durchblutung sowie Vitalität des Untersuchungsbereiches schließen, weil das über den Blutstrom der Blutgefäße in den Untersuchungsbereich gelangte Fluoreszein diesen steilen Anstieg und auch dessen Abfall durch Abtransport des Fluoreszeins bewirkt und damit verdeutlicht.a) With a steep rise and a further fall in the Fluorescence intensity of the yellow-green emitted light from the examined body part, e.g. B. the intestinal part this is due to good circulation and vitality of the Close the examination area because that over the Blood flow of the blood vessels in the examination area fluorescein got this steep rise and also whose drop is caused by the removal of the fluorescein and thus clarifies.
- b) Bei einem steilen Anstieg bei sodann etwa auf gleichem Level verbleibender Fluoreszenz-Intensität des reflektierten Lichtes läßt dies zwar auf eine Durchblutung des betreffenden Untersuchungsbereiches, z. B. des Darmes, schließen, jedoch auf eine mangelnde Vitalität, da offenkundig ein Abtransport des Fluoreszeins aufgrund beispielsweise einer Ablagerung im Zwischenzellraum wegen eines Zellschadens nicht erfolgt.b) In the case of a steep increase, then about to same level of remaining fluorescence intensity of the reflected light leaves this on a Blood flow to the examination area concerned, e.g. B. the intestine, but close to a lack Vitality, since it is obvious that the Fluoresceins due to, for example, a deposit in the Intermediate cell space did not occur due to cell damage.
- c) Eine gegenüber einem gesunden Referenzbereich erheblich verminderte Fluoreszenz-Intensität des reflektierten Lichtes läßt auf Mangeldurchblutung des Untersuchungsbereiches schließen, weil aufgrund mangelnder Durchblutung nur ein entsprechend geringer Anteil an Fluoreszein zu dem betreffenden Meßbereich, beispielsweise durch eine Embolie oder Thrombose, gelangt ist.c) One versus a healthy reference range significantly reduced fluorescence intensity of the reflected light indicates insufficient blood flow to the Close the examination area because of lack of blood flow is only a correspondingly low one Proportion of fluorescein for the relevant measuring range, for example, due to an embolism or thrombosis is.
Durch die Übermittlung des reflektierten Lichtes über einen Photomultiplier an einen Computer ist nicht nur eine objektive, sondern auch eine rasche quantitative Aussage über die Durchblutung und/oder Vitalität des Untersuchungsbereiches möglich. Ferner können diese Untersuchungen mittels der flexiblen Lichtleiter und einer daran angeschlossenen, entweder starr oder gleichfalls flexibel ausgebildeten, lichtleitenden Sonde in einer geschlossenen Körperhöhle, z. B. der menschlichen Bauchhöhle, noch vor einer eventuell erforderlichen Operation durchgeführt werden, was beispielsweise bei der mesenterialen Ischämie aufgrund des unauffälligen Untersuchungsbefundes mit dem bereits beschriebenen trügerischen Bild ohne eine wesentliche Belastung des Patienten vorgenommen werden kann. Aufgrund des computerisierten Soll-Ist-Wertvergleiches der Fluoreszenz-Intensität können auch geringe Unterschiede erfaßt werden, so daß auch kurzfristige Wiederholungsuntersuchungen bei geringer Farbstoffdosierung an Fluoreszein durchgeführt werden können, die eine differenzierte quantitative und qualitative Aussage der Fluoreszenzkonzentration, der damit einhergehenden Fluoreszenz-Intensität und der Beurteilung der Durchblutung und der Zellvitalität innerhalb von unbeleuchteten Körperhöhlen zulassen.By transmitting the reflected light is not via a photomultiplier to a computer just an objective one, but also a quick quantitative one Statement about the blood circulation and / or vitality of the Examination area possible. Furthermore, these Investigations using the flexible light guide and one attached to it, either rigid or equally flexible, light-guiding probe in a closed body cavity, e.g. B. human Abdominal cavity, before any that may be required Operation can be carried out, for example at the mesenteric ischemia due to the unremarkable Examination findings with the one already described deceptive image without a significant burden on the Patient can be made. Because of the computerized target-actual value comparison of the Fluorescence intensity can also have slight differences be recorded, so that even short-term Repeat exams at low Dye dosing on fluorescein can be performed can a differentiated quantitative and qualitative statement of the fluorescence concentration, the associated fluorescence intensity and the Assessment of blood flow and cell vitality allow inside unlit body cavities.
Um dem untersuchenden Operateur unmittelbar durch endoskopische Inaugenscheinnahme eine visuelle Kontrolle der Untersuchung zu ermöglichen, wird nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auf den Untersuchungsbereich Licht mit einer Wellenlänge geleitet, von welcher weder die Exzitation noch die Fluoreszenz-Intensität des reflektierten Lichtes durch Interferenz, Reflexion oder Absorption beeinflußt werden kann. Als besonders vorteilhaft wurde zur Anregung der Fluoreszenz Licht mit einer Wellenlänge von 482 nm bis 494 nm und zur Inaugenscheinnahme des Untersuchungsbereiches Licht mit einer Wellenlänge von größer als 540 nm herausgefunden.To the examining surgeon immediately through endoscopic visual inspection to enable the investigation will be made after a particularly advantageous development of the invention the examination area light with a wavelength of which neither the excitation nor the Fluorescence intensity of the reflected light Interference, reflection or absorption can be influenced can. The excitation of the Fluorescence light with a wavelength of 482 nm to 494 nm and to inspect the Examination area light with a wavelength of found larger than 540 nm.
Das vom Untersuchungsbereich reflektierte Licht wird vorteilhaft in einem Bereich von 517 nm bis 533 nm dem Photomultiplier zugeleitet. Durch die in den vorgenannten Bereichen auftretenden Lichtintensitätsspitzen des die Fluoreszenz anregenden und des vom Untersuchungsbereich reflektierten Lichtes werden selbst bei geringen Dosierungen an Fluoreszein eindeutige qualitative und quantitative Aussagen der Durchblutung und der Vitalität der Untersuchungsbereiche trotz geringer Dosierung an Fluoreszein ermöglicht. In allen Fällen tritt das Licht zur Beleuchtung und damit zur visuellen Wahrnehmung des Untersuchungsbereiches mit einer Wellenlänge von mindestens 540 nm nicht negativ in Erscheinung.The light reflected from the examination area becomes advantageous in a range from 517 nm to 533 nm Photomultiplier fed. By the in the aforementioned Areas occurring light intensity peaks of the Fluorescence stimulating and that of the examination area reflected light will be even at low Dosages of fluorescein are clearly qualitative and quantitative statements of blood circulation and vitality of the examination areas despite the low dosage Fluorescein enables. In all cases the light kicks in for lighting and thus for the visual perception of the Examination area with a wavelength of at least 540 nm not negative in appearance.
Vorrichtungsmäßig wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß mittels einer von einem Netzteil und einer Zündschaltung angeregten Xenon-Lichtquelle Licht zur Abspaltung von Licht bestimmter Wellenlänge dem Lichteingang einer Exzitations-Einrichtung zuführbar ist, von deren Lichtausgang das abgespaltete Licht in einen ersten flexiblen Lichtleiter mit der Lichtsonde leitbar ist, mit welcher ein zweiter flexibler Lichtleiter zur Ableitung des vom Untersuchungsbereich reflektierten Lichtes zum Lichteingang einer Emissions-Einrichtung in Verbindung steht, deren Lichtausgang mit einem Photomultiplier verbunden ist, dem ein Computer-Interface und ein Computer nachgeordnet sind. Mit der Lichtsonde kann das abgespaltete, von der Xenon-Lichtquelle herrührende monochromatische Licht laparoskopisch auf den Untersuchungsbereich geleitet werden und sodann durch die gleiche Lichtsonde das reflektierte Licht in dem zweiten Lichtleiter der Emissions-Einrichtung mit dem Photomultiplier zugeführt werden. Dabei besteht nach einer ersten Ausführungsform, die sich bereits im Versuch bewährt hat, die Exzitations-Einrichtung aus einem Exzitations-Monochromator und die Emissions-Einrichtung aus einem Emissions-Monochromator. Diese Vorrichtung kann nach einer zweiten Ausführungsform dadurch ersetzt werden, daß die Exzitations-Einrichtung von einem Exzitationsfilter und die Emissions-Einrichtung von einem Emissionsfilter gebildet sind.In terms of device, that of the invention underlying task solved in that by means of one of a power supply and an ignition circuit excited xenon light source to split off light Light of a certain wavelength to the light input of a Excitation device can be fed, by the Light output the split light in a first flexible light guide with the light probe is conductive, with which is a second flexible light guide for derivation of the light reflected from the examination area to Light entrance of an emission device in connection stands, the light output with a photomultiplier which is connected to a computer interface and a Computers are subordinate. With the light probe it can split off from the xenon light source monochromatic light laparoscopically on the Examined area and then through the same light probe the reflected light in the second Light guide of the emission device with the Photomultiplier are fed. Thereby exists a first embodiment, which is already in the test has proven the excitation facility from one Excitation monochromator and the emission device from an emission monochromator. This device can replaced by a second embodiment that the excitation facility by one Excitation filter and the emission device from one Emission filters are formed.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bestehen der erste und zweite Lichtleiter entweder aus einem Quarzlichtleiter oder einem Flüssigkeits-Lichtleiter. Davon hat der Quarzlichtleiter den Vorzug einer spektralen Durchlässigkeit bei Lichtübermittlungslängen von 1000 mm und 4000 mm mit einer Transmission zwischen 50% und 60% in einem Wellenlängenbereich oberhalb von 400 nm. Demgegenüber beläuft sich die spektrale Durchlässigkeit von flexiblen Flüssigkeitslichtleitern bei Lichtübermittlungslängen von 1000 mm, 2000 mm und 4000 mm bei Wellenlängen zwischen 400 nm und 550 nm auf eine Transmission von über 70%. Durch diese hohe Transmission des auf den Untersuchungsbereich auffallenden Lichtes und des davon reflektierten Lichtes können auch geringfügige Fluoreszenzunterschiede objektiv erfaßt und selbst bei geringen Fluoreszeindosierungen in kurzfristigen Wiederholungsuntersuchungen exakte qualitative und quantitative Aussagen über den Durchblutungs- und Vitalitätszustand des Untersuchungsbereiches getroffen werden.According to an advantageous development of the invention the first and second light guides consist of either a quartz light guide or one Liquid light guide. The quartz light guide has this the preference for spectral transmission Light transmission lengths of 1000 mm and 4000 mm with a transmission between 50% and 60% in one Wavelength range above 400 nm. In contrast is the spectral transmittance of flexible Liquid light guides with light transmission lengths of 1000 mm, 2000 mm and 4000 mm at wavelengths between 400 nm and 550 nm for a transmission of over 70%. This high transmission of the on Examination area of striking light and of it reflected light can also be minor Differences in fluorescence recorded objectively and even low fluorescein doses in short-term Repeat examinations exact qualitative and quantitative statements about the blood circulation and Vitality state of the examination area hit will.
Dabei ist zwischen dem Exzitations- und Emissionsfilter vorteilhaft ein Dichroic-Spiegel angeordnet, der einerseits das vom Exzitationsfilter zum ersten Lichtleiter zu leitende Licht nahezu vollständig reflektiert und andererseits das vom Untersuchungsbereich reflektierte Licht nahezu vollständig durch diesen Dichroic-Spiegel zum Emissionsfilter durchläßt.It is between the excitation and Emission filter advantageously a dichroic mirror arranged the one hand from the excitation filter to first light guide to guide light almost completely reflected and on the other hand that from the examination area reflected light almost completely through this Dichroic mirror passes through to the emission filter.
Die Empfindlichkeit des Photomultipliers ist vorteilhaft über die Größe seiner Anodenspannung einstellbar, wobei er die relative Lichtintensität des vom Untersuchungsbereich reflektierten Lichtes in Abhängigkeit von einer Grundkalibrierung mißt. Als Grundkalibrierung wird die Empfindlichkeit des Photomultipliers bei einer Anodenspannung zwischen 690 Volt und 790 Volt auf etwa 1000 Dye Fluorescence Units (DFU) eingestellt, wobei sich die Lichtsonde in einem schwarzen - nicht absolut schwarzen - Körper ohne jeden Lichteinfall befindet.The sensitivity of the photomultiplier is advantageous over the size of its anode voltage adjustable, being the relative light intensity of the light reflected from the examination area in Dependence on a basic calibration measures. As Basic calibration will change the sensitivity of the Photomultipliers at an anode voltage between 690 volts and 790 volts at about 1000 Dye Fluorescence Units (DFU) adjusted, whereby the light probe in a black - not absolutely black - body without any incidence of light.
Mehrere Vorrichtungen gemäß der Erfindung sowie das mit diesen durchführbare erfindungsgemäße Verfahren werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:Several devices according to the invention as well with these feasible inventive methods are described below with reference to the drawings. Show:
Fig. 1 eine schematische Anordnung einer Vorrichtung mit Exzitations-Monochromator, Emissions-Monochromator, Photomultiplier, Computer-Interface und Computer, Fig. 1 shows a schematic arrangement of a device with Exzitations monochromator emission monochromator, photomultiplier, computer interface, and computer,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform mit einem hinter der Xenon-Anregungslichtquelle angeordneten Exzitationsfilter mit einem Dichroic-Spiegel und einem Emissionsfilter, Fig. 2 shows a second embodiment with an arranged behind the xenon excitation light source excitation filter with a dichroic mirror and an emission filter,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Lichterzeugung und Filterung des Lichtes eines Fluorometers und einer Lampe zur Laparoskopie vor und nach ihrem Auftreffen auf das Gewebe des Untersuchungsbereiches, Fig. 3 is a schematic representation of the light generation and filtering of the light of a fluorometer, and a lamp for laparoscopy before and after their impact with the tissue of the examination zone,
Fig. 4 die Transmission in % der spektralen Durchlässigkeit zweier unterschiedlich langer Quarz-Lichtleiter über der Wellenlänge des von ihnen geleiteten Lichtes, Fig. 4 shows the transmission in% of the spectral transmittance of two different lengths quartz optical fiber to the wavelength of the guided light of them,
Fig. 5 die Transmission in % der spektralen Lichtdurchlässigkeit dreier unterschiedlich langer flexibler Flüssigkeitslichtleiter über der Wellenlänge des von ihnen geleiteten Lichtes, Fig. 5 shows the transmission in% of the spectral transmittance of three different lengths of flexible liquid light guides to the wavelength of the guided light of them,
Fig. 6 die relative Lichtintensität des von der Xenon-Lichtquelle exzitierten Lichtes und des vom Untersuchungsbereich emittierten Lichtes über der Wellenlänge in nm und Fig. 6 shows the relative light intensity of the exzitierten from the xenon light source and light emitted by the examination area light over the wavelength in nm and
Fig. 7 die relative Lichtintensität der Xenon-Lichtquelle über der Wellenlänge der einzelnen Lichtbereiche. Fig. 7 shows the relative light intensity of the xenon light source to the wavelength of the individual light fields.
Die Vorrichtung 1 zur Bestimmung von Mangeldurchblutungen und Vitalitäten von Organen von Menschen besteht nach einer ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 aus einer von einem Netzteil 2 und einer Zündschaltung 3 angeregten Xenon-Lichtquelle 4, deren Licht zur Abspaltung von Licht bestimmter Wellenlänge dem Lichteingang 5a einer Exzitations-Einrichtung 5 zugeführt ist, deren Lichtausgang 5b über einen ersten Lichtleiter 6 mit der Lichtsonde 7 verbunden ist, mit welcher ein zweiter Lichtleiter 8 zur Ableitung des vom Untersuchungsbereich 9 (s. Fig. 3) reflektierten Lichtes zum Lichteingang 10a einer Emissions-Einrichtung 10 gekoppelt ist, deren Lichtausgang 10b mit einem Photomultiplier 11 verbunden ist, dem ein Computer-Interface 12 und ein Computer 13 nachgeordnet sind. Im dargestellten Fall besteht die Exzitations-Einrichtung 5 aus einem Exzitations-Monochromator und die Emissions-Einrichtung 10 aus einem Emissions-Monochromator. Beide Monochromatoren werden von einem gemeinsamen Motorantrieb 14 angetrieben, der über eine Steuerleitung 15 mit dem Computer-Interface 12 gekuppelt ist.According to a first embodiment according to FIG. 1, the device 1 for determining deficient blood flow and vitality of human organs consists of a xenon light source 4 excited by a power supply unit 2 and an ignition circuit 3 , the light of which for splitting off light of a certain wavelength reaches the light input 5 a an excitation device 5 is supplied, the light output 5 b of which is connected via a first light guide 6 to the light probe 7 , with which a second light guide 8 for deriving the light reflected from the examination area 9 (see FIG. 3) to the light input 10 a one Emission device 10 is coupled, the light output 10 b is connected to a photomultiplier 11, which is followed by a computer interface 12 and a computer 13 . In the case shown, the excitation device 5 consists of an excitation monochromator and the emission device 10 consists of an emission monochromator. Both monochromators are driven by a common motor drive 14 , which is coupled to the computer interface 12 via a control line 15 .
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 16 zur Bestimmung von Mangeldurchblutungen und Vitalitäten von Organen eines Menschen in einem Blockschaltbild dargestellt. Dabei sind mit Fig. 1 übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Auch hier wird mittels einer von einem Netzteil 2 und einer Zündschaltung 3 angeregten Xenon-Lichtquelle 4 spektrales Licht erzeugt, welches zur Ausfilterung von einfarbigem Licht bestimmter Wellenlänge durch ein Exzitationsfilter 17 geführt ist, dem ein Dichroic-Spiegel 18 nachgeordnet ist. Vom Dichroic-Spiegel 18 wird das vom Exzitationsfilter 17 ausgefilterte einfarbige Licht, dessen Strahlengang hier mit der durchgezogenen Linie kenntlich gemacht ist, auf den Eingang 19 des Lichtleiters 6 gerichtet, durch welchen es durch die Lichtsonde 7 auf den Untersuchungsbereich 9 gelenkt wird. Das vom Untersuchungsbereich 9 reflektierte Licht wird sodann über dieselbe Lichtsonde 7 mit einem in derselben Leitung untergebrachten zweiten Lichtleiter 8 und über 19 zum Dichroic-Spiegel 18 geleitet, der dieses reflektierte Licht, dessen Strahlengang gestrichelt dargestellt ist, nahezu vollständig zu einem Emissionsfilter 20 durchläßt, dem der Photomultiplier 11, das Computer-Interface 12 und der Computer 13 nachgeordnet sind. Dabei besteht der Photomultiplier 11 im wesentlichen aus einem Photonenzähler, der die Größe der Fluoreszenz-Intensität des reflektierten Lichtes mißt und über das Computer-Interface 12 dem Computer 13 mitteilt. FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a device 16 for determining insufficient blood flow and vitality of human organs in a block diagram. 1 thereby matching parts with FIG. Designated by like reference numerals. Here too, spectral light is generated by means of a xenon light source 4 excited by a power supply unit 2 and an ignition circuit 3 , which is guided through an excitation filter 17, which is followed by a dichroic mirror 18 , to filter out monochrome light of a certain wavelength. From the dichroic mirror 18 , the monochrome light filtered out by the excitation filter 17 , the beam path of which is indicated here by the solid line, is directed to the input 19 of the light guide 6 , through which it is directed by the light probe 7 onto the examination area 9 . The light reflected by the examination area 9 is then guided via the same light probe 7 with a second light guide 8 accommodated in the same line and via 19 to the dichroic mirror 18 , which almost completely transmits this reflected light, the beam path of which is shown in broken lines, to an emission filter 20 , which are followed by the photomultiplier 11 , the computer interface 12 and the computer 13 . The photomultiplier 11 essentially consists of a photon counter which measures the size of the fluorescence intensity of the reflected light and communicates it to the computer 13 via the computer interface 12 .
Im wesentlichen unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß Fig. 1 von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 durch den Ersatz des Exzitations-Monochromators 5 und des Emissions-Monochromators 10 durch den Exzitationsfilter 17 und den Emissionsfilter 20 sowie durch einen zwischen diesen beiden angeordneten Dichroic-Spiegel 18.The embodiment according to FIG. 1 essentially differs from the embodiment according to FIG. 2 in that the excitation monochromator 5 and the emission monochromator 10 are replaced by the excitation filter 17 and the emission filter 20 and by a dichroic mirror 18 arranged between them .
Der erste und zweite Lichtleiter 6, 8 können entweder aus einem Quarzlichtleiter oder einem Flüssigkeits-Lichtleiter bestehen. Die Lichtsonde 7 ist entweder starr oder wie der erste und zweite Lichtleiter 6, 8 flexibel ausgebildet.The first and second light guides 6 , 8 can either consist of a quartz light guide or a liquid light guide. The light probe 7 is either rigid or flexible like the first and second light guides 6 , 8 .
Die Empfindlichkeit des Photomultipliers 11 ist über die Größe seiner Anodenspannung einstellbar, wobei er die relative Lichtintensität des vom Untersuchungsbereich 9 reflektierten Lichtes in Abhängigkeit von einer Grundkalibrierung mißt. Als Grundkalibrierung wird die Empfindlichkeit des Photomultipliers 11 beispielsweise bei einer Anodenspannung zwischen 690 Volt und 790 Volt auf etwa 1000 Dye Fluorescence Units (DFU) eingestellt, wobei sich die Lichtsonde 7 in einem schwarzen Körper ohne jeden Lichteinfall befindet.The sensitivity of the photomultiplier 11 can be adjusted via the size of its anode voltage, wherein it measures the relative light intensity of the light reflected by the examination area 9 as a function of a basic calibration. As a basic calibration, the sensitivity of the photomultiplier 11 is set to approximately 1000 dye fluorescence units (DFU), for example at an anode voltage between 690 volts and 790 volts, the light probe 7 being located in a black body without any incidence of light.
Das Verfahren zur Bestimmung von Mangeldurchblutungen und Vitalitäten von Organen von Menschen ist am anschaulichsten in Fig. 3 dargestellt. In dieser schematischen Darstellung sind mit der Fig. 2 übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In Ergänzung der Vorrichtung 1 von Fig. 1 und der Vorrichtung 16 von Fig. 2 ist in Fig. 3 zur endoskopischen Inaugenscheinnahme des Untersuchungsbereiches 9 noch eine weitere Laparoskopielampe 21 sowie ein Optikfilter 22 vorgesehen:The method for determining deficient blood flow and vitality of human organs is illustrated most clearly in FIG. 3. In this schematic illustration, parts that correspond to FIG. 2 are designated by the same reference numbers. In addition to the device 1 from FIG. 1 and the device 16 from FIG. 2, a further laparoscopic lamp 21 and an optical filter 22 are provided in FIG. 3 for endoscopic inspection of the examination area 9 :
Von der Xenon-Lampe 4 der Vorrichtung 16 von Fig. 2 wird Licht unterschiedlicher Wellenlänge erzeugt, wobei in Fig. 3 die Buchstaben die englischen Abkürzungen wie folgt bedeuten:Light of different wavelengths is generated by the xenon lamp 4 of the device 16 from FIG. 2, the letters in FIG. 3 meaning the English abbreviations as follows:
Uv = Ultraviolett,
V = Violett,
B = Blue,
G = Green,
Y = Yellow,
O = Orange,
R = Red.Uv = ultraviolet,
V = violet,
B = blue,
G = Green,
Y = Yellow,
O = orange,
R = Red.
Von dem Exzitationsfilter 17 wird das Licht sämtlicher anderer Wellenlängen als der violette Lichtstrahl V mit einer Wellenlänge von 488 nm ± 6 nm durchgelassen. Dieser Lichtstrahl 23 trifft auf den Untersuchungsbereich 9 und regt die dort vorhandene Fluoreszeinmenge zur Fluoreszenz an, wodurch Licht im gelbgrünen Bereich mit beispielsweise dem Lichtstrahlen 25 emittiert wird und gemeinsam mit dem teilweise auch reflektierten violetten Lichtstrahl 24 auf den Emissionsfilter 20 trifft. Dieser Emissionsfilter 20 läßt jedoch nur noch einfarbiges Licht gemäß dem Lichtstrahl 25 mit einer Wellenlänge von 526 nm ± 8 nm durch, welches sodann auf den Photomultiplier 11 trifft. Von diesem 11 wird die Fluoreszenz-Intensität gemessen und über das Computer-Interface 12 dem Computer 13 mitgeteilt. Der Computer 13 vergleicht über einen Soll-Ist-Wertvergleich die Fluoreszenz-Intensität dieses emittierten Lichtes gemäß dem Lichtstrahl 25 mit der Fluoreszenz-Intensität eines gesunden Referenzbereiches, beispielsweise eines Referenzbereiches 9a, und/oder mit der bekannten Pharmakokinetik des Fluoreszeins in gesundem Gewebe und zeigt diese Vergleichswerte entweder auf einem Bildschirm 13a gemäß Fig. 1 an oder druckt sie über einen nicht dargestellten Drucker aus oder verdeutlicht ein alarmierendes Krankheitsbild entweder über ein optisches und/oder akustisches Signal.The excitation filter 17 transmits the light of all other wavelengths than the violet light beam V with a wavelength of 488 nm ± 6 nm. This light beam 23 strikes the examination area 9 and excites the amount of fluorescein present there for fluorescence, as a result of which light in the yellow-green area is emitted, for example with the light beams 25 , and strikes the emission filter 20 together with the partly also reflected violet light beam 24 . However, this emission filter 20 only allows single-color light according to the light beam 25 with a wavelength of 526 nm ± 8 nm, which then strikes the photomultiplier 11 . The fluorescence intensity is measured by this 11 and communicated to the computer 13 via the computer interface 12 . The computer 13 compares the fluorescence intensity of this emitted light according to the light beam 25 with the fluorescence intensity of a healthy reference area, for example a reference area 9 a, and / or with the known pharmacokinetics of fluorescein in healthy tissue and by means of a target / actual value comparison shows these comparison values either on a screen 13 a according to FIG. 1 or prints them out using a printer (not shown) or clarifies an alarming clinical picture either by means of an optical and / or acoustic signal.
Damit der Operateur durch Inaugenscheinnahme des Untersuchungsbereiches 9 eine korrekte Führung der Lichtsonde 7 beispielsweise in der Bauchhöhle eines Menschen vornehmen kann, muß der Untersuchungsbereich 9 von einer weiteren Xenon-Lampe 21 zur Laparoskopie beleuchtet werden. Das gesamte von dieser zweiten Laparoskopielampe 21 erzeugte Licht wird über einen Optikfilter 22 geführt, der nur noch Licht mit einer Wellenlänge von über 540 nm durchläßt. Dieses Licht, beispielsweise im gelben, orangen oder roten Bereich, trifft zwar auch auf den Untersuchungsbereich 9 und wird von diesem reflektiert, jedoch vom Emissionsfilter 20 nicht mehr durchgelassen, sondern komplett ausgefiltert. Da das von der Laparoskopielampe 21 auf den Untersuchungsbereich 9 treffende Licht eine Wellenlänge von mindestens 540 nm aufweist, kann es weder das vom Exzitationsfilter 17 durchgelassene Licht gemäß dem Lichtstrahl 23 mit einer Wellenlänge von 488 nm + 6 nm noch das vom Untersuchungsbereich 9 reflektierte Licht gemäß dem Lichtstrahl 25 mit einer Wellenlänge von 526 nm ± 8 nm durch Interferenz, Reflexion oder Absorption beeinflussen. Dadurch zählt der Photomultiplier 11 objektiv in Abhängigkeit von der im Untersuchungsbereich 9 vorhandenen Fluoreszeinmenge die Lichtintensität des reflektierten Lichtes gemäß dem Lichtstrahl 25, wonach der Computer 13 in Bruchteilen einer Sekunde diese Fluoreszenz-Intensität mit der Fluoreszenz-Intensität eines gesunden Referenzbereiches 9a und/oder mit der bekannten Pharmakokinetik des Fluoreszeins in gesundem Gewebe vergleicht und das Ergebnis optisch über den Bildschirm 13a darstellt oder durch einen Ausdruck oder durch ein optisches und/oder akustisches Signal verdeutlicht. Dadurch erhält der Operateur in kürzester Zeit einen objektiven Bericht über den Durchblutungs- und Vitalitätszustand des Untersuchungsbereiches 9, so daß er die in der Beschreibungseinleitung beschriebenen qualitativen und quantitativen Beurteilungen vor einer eventuell erforderlich werdenden, vollständigen Eröffnung der Leibeshöhle vornehmen kann. Hiernach kann er entscheiden, ob beispielsweise ein Darm reseziert oder bei einem sonstigen Gefäßschaden eine Gefäßrekonstruktion vorgenommen werden muß.So that the surgeon can correctly guide the light probe 7, for example in the abdominal cavity of a person, by inspecting the examination area 9 , the examination area 9 must be illuminated by a further xenon lamp 21 for laparoscopy. All of the light generated by this second laparoscopic lamp 21 is passed through an optical filter 22 which only transmits light with a wavelength of more than 540 nm. This light, for example in the yellow, orange or red area, also strikes the examination area 9 and is reflected by it, but is no longer transmitted by the emission filter 20 , but is completely filtered out. Since the light striking the examination area 9 from the laparoscopic lamp 21 has a wavelength of at least 540 nm, it can neither according to the light transmitted by the excitation filter 17 according to the light beam 23 with a wavelength of 488 nm + 6 nm nor the light reflected from the examination area 9 influence the light beam 25 with a wavelength of 526 nm ± 8 nm by interference, reflection or absorption. As a result, the photomultiplier 11 objectively counts, depending on the amount of fluorescein present in the examination area 9 , the light intensity of the reflected light according to the light beam 25 , after which the computer 13 in fractions of a second this fluorescence intensity with the fluorescence intensity of a healthy reference area 9 a and / or compares with the known pharmacokinetics of the fluorescein in healthy tissue and represents the result visually on the screen 13 a clear or by an expression or by an optical and / or acoustic signal. As a result, the surgeon receives an objective report on the blood flow and vitality state of the examination area 9 in the shortest possible time, so that he can make the qualitative and quantitative assessments described in the introduction to the description before a complete opening of the body cavity that may become necessary. After this, he can decide whether, for example, an intestine has to be resected or a vascular reconstruction has to be carried out in case of other vascular damage.
Bei sämtlichen Untersuchungen wird die Genauigkeit der Messungen des Photomultipliers 11 um so größer, je höher die Transmission (in %) des Lichtes durch den ersten und zweiten Lichtleiter 6, 8 ist. Diese spektrale Durchlässigkeit ist von unterschiedlichen Leiterlängen in Fig. 4 für einen Quarz-Lichtleiter einmal mit einer Länge von 1000 mm und ein weiteres Mal mit einer Länge von 4000 mm sowie in Fig. 5 für drei Flüssigkeits-Lichtleiter mit Längen von 1000 mm, 2000 mm und 4000 mm dargestellt.In all investigations, the higher the transmission (in%) of the light through the first and second light guides 6 , 8 , the greater the accuracy of the measurements of the photomultiplier 11 . This spectral transmission is of different conductor lengths in FIG. 4 for a quartz light guide once with a length of 1000 mm and again with a length of 4000 mm and in FIG. 5 for three liquid light guides with lengths of 1000 mm, 2000 mm and 4000 mm shown.
Wie bereits vorstehend beschrieben wurde, sind die erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1, 16 so ausgerichtet, daß über den Lichtleiter 6 exzitiertes Licht mit einer Wellenlänge von 482 nm bis 494 nm geleitet wird. Für diese Wellenlängen beträgt bei einer Länge von 1000 mm die Transmission bei einem Quarz-Lichtleiter ca. 60% und bei einem Flüssigkeits-Lichtleiter ca. 90%. Durch diese hohe Transmission kann selbst bei geringen injizierten Fluoreszeindosierungen das über die Blutbahnen zum Untersuchungsbereich 9 gelangte Fluoreszein eine erhebliche Fluoreszenzanregung erfahren und mit entsprechend hoher Transmission das emittierte Licht über den Emissionsfilter 20 oder den Emissions-Monochromator 10 zum Photomultiplier 11 geleitet werden.As has already been described above, the devices 1 , 16 according to the invention are oriented such that excitated light with a wavelength of 482 nm to 494 nm is guided via the light guide 6 . For these wavelengths with a length of 1000 mm the transmission is approx. 60% for a quartz light guide and approx. 90% for a liquid light guide. Due to this high transmission, even with low injected fluorescein doses, the fluorescein that has reached the examination area 9 via the bloodstream can experience considerable fluorescence excitation and, with a correspondingly high transmission, the emitted light can be guided to the photomultiplier 11 via the emission filter 20 or the emission monochromator 10 .
Wie die Fig. 6 und 7 ausweisen, werden erfindungsgemäß von dem gesamten erzeugten Licht sämtlicher Wellenlängen der Xenon-Lampe 4 genau die beiden Wellenlängen mit deutlichen Spitzen einmal für die Exzitation und ein weiteres Mal für die Emission verwandt, die bezüglich ihrer relativen Intensität weit über den benachbarten Lichtwellenlängen, insbesondere weit über der Lichtintensität der Laparoskopielampe 21 und des vom Optikfilter 22 gefilterten Lichtes mit einer Wellenlänge von über 540 nm liegen. Durch diese bewußte Auswahl des exzitierten Lichtes gemäß dem Lichtstrahl 23 zum Untersuchungsbereich 9, der ebenso bewußten Auswahl des emittierten Lichtes vom Untersuchungsbereich 9 gemäß dem Lichtstrahl 25 zum Photomultiplier 11 und ferner der damit verbundenen hohen Transmission, insbesondere wenn für die Leitung des Lichtes ein Flüssigkeits-Lichtleiter 6, 8 gewählt wird, können selbst bei geringen Fluoreszeindosierungen objektiv genaue qualitative und quantitative Aussagen über den Durchblutungs- und Vitalitätszustand des Untersuchungsbereiches 9 getroffen werden. Auch sind aufgrund der geringen Fluoreszeindosierungen Wiederholungsuntersuchungen ohne nennenswerte physiologische Belastungen des betreffenden Patienten möglich.As shown in FIGS. 6 and 7, according to the invention, from the total light generated of all wavelengths of the xenon lamp 4, exactly the two wavelengths with clear peaks are used once for excitation and another time for emission, which are well above their relative intensity the neighboring light wavelengths, in particular far above the light intensity of the laparoscopic lamp 21 and the light filtered by the optical filter 22 with a wavelength of over 540 nm. Through this deliberate selection of the excited light according to the light beam 23 to the examination area 9 , the deliberate selection of the emitted light from the examination area 9 according to the light beam 25 to the photomultiplier 11 and also the high transmission associated therewith, in particular if a liquid for directing the light If light guides 6 , 8 are selected, objectively accurate qualitative and quantitative statements about the blood flow and vitality state of the examination area 9 can be made even with low doses of fluorescein. Because of the low fluorescein doses, repeat examinations are possible without any significant physiological stress on the patient concerned.
BezugszeichenlisteReference list
1, 16 Vorrichtungen
2 Netzteil
3 Zündschaltung
4 Xenon-Lichtquelle
5 Exzitations-Einrichtung
5a Lichteingang der
Exzitations-Einrichtung 5
5b Lichtausgang der
Exzitations-Einrichtung 5
6, 8 Lichtleiter
7 Lichtsonde
9 Untersuchungsbereich
9a Referenzbereich
10 Emissions-Einrichtung
10a Lichteingang der
Emissions-Einrichtung 10
10b Lichtausgang der
Emissions-Einrichtung 10
11 Photomultiplier
12 Computer-Interface
13 Computer
13a Bildschirm
14 Motorantrieb
15 Steuerleitung
17 Exzitationsfilter
18 Dichroic-Spiegel
19 Eingang des Lichtleiters 6
20 Emissionsfilter
21 Laparoskopie-Lampe
22 Optikfilter
23, 24, 25 Lichtstrahlen 1 , 16 devices
2 power supply
3 ignition circuit
4 xenon light source
5 excitation facility
5 a light input of the excitation device 5
5 b light output of the excitation device 5
6 , 8 light guides
7 light probe
9 Examination area
9 a Reference range
10 emission device
10 a light input of the emission device 10
10 b light output of the emission device 10
11 photomultiplier
12 computer interface
13 computers
13 a screen
14 motor drive
15 control line
17 excitation filter
18 dichroic mirror
19 input of the light guide 6
20 emission filters
21 laparoscopic lamp
22 optical filter
23 , 24 , 25 light rays
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1995139829 DE19539829A1 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Determining blood flow and vitality of organs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1995139829 DE19539829A1 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Determining blood flow and vitality of organs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19539829A1 true DE19539829A1 (en) | 1997-04-30 |
Family
ID=7775807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1995139829 Ceased DE19539829A1 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Determining blood flow and vitality of organs |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE19539829A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2753897A1 (en) * | 1996-10-02 | 1998-04-03 | Wolf Gmbh Richard | DEVICE FOR ENDOSCOPIC PHOTODYNAMIC DIAGNOSIS OF TUMOR TISSUE |
| US8144958B2 (en) | 2008-09-11 | 2012-03-27 | Carl Zeiss Meditec Ag | Medical systems and methods |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4026821A1 (en) * | 1990-08-24 | 1992-03-05 | Philips Patentverwaltung | METHOD FOR DETECTING ANOMALIES OF THE SKIN, ESPECIALLY MELANOMAS, AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD |
| DE4133493A1 (en) * | 1990-10-12 | 1992-04-16 | Asahi Optical Co Ltd | Endoscopic diagnostic device for detecting cancer cells - filters examination light beam to provoke fluorescence of living tissue |
| DE4110228C2 (en) * | 1991-03-28 | 1993-03-04 | Pco Computer Optics Gmbh, 8420 Kelheim, De |
-
1995
- 1995-10-26 DE DE1995139829 patent/DE19539829A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4026821A1 (en) * | 1990-08-24 | 1992-03-05 | Philips Patentverwaltung | METHOD FOR DETECTING ANOMALIES OF THE SKIN, ESPECIALLY MELANOMAS, AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD |
| DE4133493A1 (en) * | 1990-10-12 | 1992-04-16 | Asahi Optical Co Ltd | Endoscopic diagnostic device for detecting cancer cells - filters examination light beam to provoke fluorescence of living tissue |
| DE4110228C2 (en) * | 1991-03-28 | 1993-03-04 | Pco Computer Optics Gmbh, 8420 Kelheim, De |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2753897A1 (en) * | 1996-10-02 | 1998-04-03 | Wolf Gmbh Richard | DEVICE FOR ENDOSCOPIC PHOTODYNAMIC DIAGNOSIS OF TUMOR TISSUE |
| US5971918A (en) * | 1996-10-02 | 1999-10-26 | Richard Wolf Gmbh | Device for the photodynamic endoscopic diagnosis of tumor tissue |
| US8144958B2 (en) | 2008-09-11 | 2012-03-27 | Carl Zeiss Meditec Ag | Medical systems and methods |
| US9129366B2 (en) | 2008-09-11 | 2015-09-08 | Carl Zeiss Meditec Ag | Medical systems and methods |
| US9320438B2 (en) | 2008-09-11 | 2016-04-26 | Carl Zeiss Meditec Ag | Medical systems and methods |
| US9351644B2 (en) | 2008-09-11 | 2016-05-31 | Carl Zeiss Meditec Ag | Medical systems and methods |
| US9357931B2 (en) | 2008-09-11 | 2016-06-07 | Carl Zeiss Meditec Ag | Medical systems and methods |
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