DE19943397A1 - Representing spectroscopically determined data involves acquiring monochrome or colored image of overall area, acquiring sub-region spectra, representing data/information as false colors - Google Patents
Representing spectroscopically determined data involves acquiring monochrome or colored image of overall area, acquiring sub-region spectra, representing data/information as false colorsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung spektroskopisch ermittelter Daten.The present invention relates to a method for displaying spectroscopically determined Data.
Derartige Verfahren sind bekannt und werden insbesondere in der Materialforschung, dem Baubereich oder auch bei chirurgischen Eingriffen verwendet. Das letztere Anwendungsgebiet umfaßt insbesondere die Neurochirurgie, bei der in kleinsten Bereichen Eingriffe durchgeführt werden. Dies betrifft insbesondere die Entfernung von tumorösem Gewebe.Such methods are known and are used in particular in materials research, the Construction area or also used for surgical interventions. The latter area of application includes in particular neurosurgery, in which interventions in the smallest areas be performed. This applies in particular to the removal of tumorous tissue.
Verschiedene Verfahren zur Auffindung von tumorösem Gewebe sind bekannt. So beschreibt das U.S.-Patent 5,042,494 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auffindung von Tumor gewebe durch Messung angeregter Autofluoreszenz der entsprechenden Gewebeabschnitte. Mittels eines umfangreichen apparativen Aufbaus ist es möglich, derartige Gewebeabschnitte zu analysieren und gegebenenfalls, zum Beispiel mittels eines Lasers, abzutragen. Auch das U.S.-Patent 4,981,138 offenbart eine derartige Analysevorrichtung, mit der gleichzeitig entsprechendes krankes Gewebe zerstört werden kann.Various methods for finding tumorous tissue are known. So describes U.S. Patent 5,042,494 discloses a method and apparatus for tumor detection tissue by measuring excited autofluorescence of the corresponding tissue sections. By means of an extensive apparatus structure, it is possible to create such tissue sections to be analyzed and, if necessary, removed, for example by means of a laser. That too U.S. Patent 4,981,138 discloses such an analyzer, with which at the same time corresponding diseased tissue can be destroyed.
Nachteilig an diesen bekannten Verfahren ist jedoch, daß die spektral gewonnenen Informationen nur punktuell abgegriffen werden können. Dies schränkt die Anwendungs bereiche derartiger Verfahren stark ein, da eine ausreichende und vergleichende bildgebende Darstellung und Auswertung dieser Informationen nicht oder nur begrenzt möglich ist.A disadvantage of these known methods, however, is that the spectrally obtained ones Information can only be accessed selectively. This limits the application areas of such procedures strongly, since an adequate and comparative imaging Presentation and evaluation of this information is not possible or only to a limited extent.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, das eine bildgebende Darstellung und Auswertung von spektroskopisch ermittelten Daten erlaubt.It is therefore an object of the present invention to provide a method of the type mentioned To provide an imaging and evaluation of spectroscopic determined data allowed.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Hauptanspruches 1.This object is achieved by a method according to the features of the main claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous configurations are described in the subclaims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Darstellung spektroskopisch ermittelter Daten umfaßt
dabei folgende Schritte:
A method according to the invention for the display of spectroscopically determined data comprises the following steps:
- a) Aufnahme eines Schwarz-weiß- oder Farbbildes eines Gesamtbereichs eines zu untersuchenden Objekts mittels einer Kamera und/oder einer Videokamera und/oder eines Computertomographen und/oder eines Magnetresonanztomographen,a) Taking a black and white or color image of an entire area of one object to be examined by means of a camera and / or a video camera and / or a computer tomograph and / or a magnetic resonance tomograph,
- b) Aufnahme von Spektren von Teilbereichen innerhalb des Gesamtbereichs des zu untersuchenden Objekts über mindestens eine lichtleitende Fasersonde, die mit mindestens einem Spektrometer verbunden ist,b) Recording spectra of partial areas within the total area of the investigating object via at least one light-guiding fiber probe, which with is connected to at least one spectrometer,
- c) Darstellung der ermittelten spekroskopischen Daten/Information der einzelnen Teilbereiche in Form von Falschfarben in dem gemäß Verfahrensschritt a) aufgenommenen Schwarz-weiß- oder Farbbild des Gesamtbereichs des zu unter suchenden Objekts.c) Representation of the determined spectroscopic data / information of the individual Sub-areas in the form of false colors in the process step a) captured black and white or color image of the entire area of the under searching object.
Dadurch ist gewährleistet, daß spektroskopisch ermittelte Daten zum einen in situ ermittelt werden können und bildgebend darstellbar sind. Dadurch ist es möglich, Untersuchungen im Mikrobereich durchzuführen, die sowohl die Ermittlung, wie auch die Auswertung und Dar stellung der Ergebnisse in situ erlaubt.This ensures that data determined by spectroscopy are determined in situ on the one hand can be and can be displayed imaging. This makes it possible to carry out investigations in the To carry out micro-range, both the determination, as well as the evaluation and Dar the results can be set in situ.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden parallel zu der Aufnahme der Spektren der einzelnen, z. B. punktförmigen Teilbereiche gemäß Ver fahrensschritt b) Schwarz-weiß- oder Farbbilder dieser Teilbereiche mittels einer Kamera und/oder Videokamera aufgenommen. Dadurch ist es möglich, jeden einzelnen Analyseschritt zu dokumentieren und/oder den Analyseverlauf zu speichern, um auch aus den kombinierten Daten Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des untersuchten Objekts ziehen zu können.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, parallel to recording the spectra of the individual, e.g. B. punctiform sections according to Ver Step b) Black and white or color images of these areas using a camera and / or video camera recorded. This makes it possible to carry out every single analysis step to document and / or save the analysis process in order to also use the combined Data to be able to draw conclusions about the nature of the examined object.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden alle ermittelten Daten und Informationen auf einem internen Display eines Mikroskops dargestellt. Damit ist eine exakte Erfassung der zu untersuchenden Materialbereiche und Materialober flächen gewährleistet.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, all determined data and information shown on an internal display of a microscope. This is an exact recording of the material areas and material surfaces to be examined areas guaranteed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Spektren über ein Endoskop abgegriffen. Dies ermöglicht auch Untersuchungen in Hohlräumen. Zudem ist es möglich, daß die Spektren bei stereotaktischen Verfahren aufgenommen werden, wobei die Fasersonde in die Trepanationsöffnung eingeführt wird. Die Verwendung einer lichtleitenden Fasersonde erlaubt es, daß die zu untersuchenden Bereiche Punkt für Punkt abgetastet, analysiert und ausgewertet werden können. Die Fasersonde kann dabei als Anregungs- und Detektionsfaser ausgebildet sein. Diese Mehrfachfunktion der Fasersonde erlaubt es, die mögliche Vorrichtung, wie z. B. das genannte Endoskop, zur Ermittlung von spektroskopischen Daten klein dimensioniert zu halten.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the Spectra picked up using an endoscope. This also enables investigations in Cavities. It is also possible that the spectra in stereotactic methods are recorded, with the fiber probe being inserted into the trepanation opening. The use of a light-guiding fiber probe allows those to be examined Areas can be scanned, analyzed and evaluated point by point. The The fiber probe can be designed as an excitation and detection fiber. This Multiple function of the fiber probe allows the possible device, such as. B. that called endoscope, for the determination of spectroscopic data in small dimensions hold.
Das Verfahren zur Ermittlung von spektralanalytischen Daten kann dabei erfindungsgemäß zur Anregung und Erfassung einer Autofluoreszenz von Materialien und Materialoberflächen und/oder zur Anregung und Erfassung einer exogen angeregten Fluoreszenz von Materialien und Materialoberflächen ausgebildet sein. Die Fasersonde kann zusätzlich mit einer fluoreszenzdiagnostischen und/oder stereotaktischen Auswerteeinheit gekoppelt sein.The method for determining spectral analytical data can be according to the invention for the excitation and detection of an autofluorescence of materials and material surfaces and / or for the excitation and detection of an exogenously excited fluorescence of materials and material surfaces. The fiber probe can also be used with a fluorescence diagnostic and / or stereotactic evaluation unit can be coupled.
Neue Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich in der Fluoreszenzendoskopie, bei der Durchführung endoskopischer Eingriffe und Untersuchungen in der Medizin sowie bei Untersuchungen im Bereich der Materialforschung. New uses of the method according to the invention arise in the Fluorescence endoscopy, when performing endoscopic procedures and examinations in medicine and in studies in the field of materials research.
Im folgenden wird anhand eines Ausführungsbeispiels das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben. In dem Ausführungsbeispiel wird das Verfahren unter Verwendung eines Mikroskops bei der Durchführung endoskopischer Eingriffe und Untersuchungen in der Medizin, insbesondere bei der Verwendung als Operationsmikroskop in der Neurochirurgie beschrieben.The method according to the invention is described in more detail below using an exemplary embodiment described. In the exemplary embodiment, the method is implemented using a Microscope when performing endoscopic procedures and examinations in the Medicine, especially when used as a surgical microscope in neurosurgery described.
Während einer Operation wird ein tumoröser Bereich im Gehirn gemäß Verfahrensschritt a) aufgenommen und anschließend abgetastet. Die Operation wird zusätzlich über eine Kamera, die in das Mikroskop integriert sein kann, aufgenommen. Zusätzlich wird die Position des Fasersondenendes farblich markiert oder anders gekennzeichnet, so daß diese über bildverarbeitende Maßnahmen nachträglich erfaßt werden kann und über Falschfarben im internen Display des Mikroskops dargestellt werden kann. Jeder Punkt des Faserendes im Sichtfeld des Mikroskops ist damit einem spezifischen Signal zugeordnet, welches über den Zustand des Gewebes Auskunft gibt, da dieses unterschiedliche Fluoreszenzverhalten zeigt. Die unterschiedlichen Teilbereiche können nunmehr im Display des Mikroskops als Falschfarben dargestellt und mit dem Bild des Gesamtbereichs überlagert werden. Zusätzlich ist es möglich, jede Einzelinformation in dem internen Display zu markieren. Wird nunmehr die Fasersonde an einer weiteren Stelle des zu untersuchenden Bereiches angesetzt, so ist es möglich, die dazugehörige Information mit der ersten Information beziehungsweise dem ersten Bild auf dem internen Display zu überlagern. Somit wird der zu untersuchende Bereich Schritt für Schritt erfaßt, analysiert und im internen Display dargestellt. Somit ist es dem Operateur möglich, exakt zu entscheiden, welche Bereiche des Gewebes zu entfernen sind oder nicht.During an operation, a tumorous area in the brain is removed according to process step a) recorded and then scanned. The operation is also carried out via a camera, which can be integrated into the microscope. In addition, the position of the Fiber probe ends marked in color or differently, so that this over image processing measures can be captured later and false colors in the internal display of the microscope can be shown. Every point of the fiber end in The field of view of the microscope is thus assigned to a specific signal which is transmitted via the The state of the tissue provides information, since this shows different fluorescence behavior. The different sections can now be shown in the microscope display Displayed in false colors and overlaid with the image of the entire area. In addition it is possible to mark each item of information on the internal display. Will now The fiber probe is attached to a further point in the area to be examined, so it is possible, the associated information with the first information or the overlay the first image on the internal display. Thus, the area to be examined Step by step recorded, analyzed and shown on the internal display. So that's it The surgeon can decide exactly which areas of the tissue are to be removed or not.
Claims (12)
- a) Aufnahme eines Schwarz-weiß- oder Farbbildes eines Gesamtbereichs eines zu untersuchenden Objekts mittels einer Kamera und/oder einer Videokamera und/oder eines Computertomographen und/oder eines Magnetresonanztomographen,
- b) Aufnahme von Spektren von Teilbereichen innerhalb des Gesamtbereichs des zu untersuchenden Objekts über mindestens eine lichtleitende Fasersonde, die mit mindestens einem Spektrometer verbunden ist,
- c) Darstellung der ermittelten spekroskopischen Daten/Information der einzelnen Teilbereiche in Form von Falschfarben in dem gemäß Verfahrensschritt a) aufgenommenen Schwarz-weiß- oder Farbbild des Gesamtbereichs des zu unter suchenden Objekts.
- a) recording a black-and-white or color image of an entire area of an object to be examined by means of a camera and / or a video camera and / or a computer tomograph and / or a magnetic resonance tomograph,
- b) recording spectra of partial areas within the total area of the object to be examined via at least one light-guiding fiber probe which is connected to at least one spectrometer,
- c) Representation of the determined spectroscopic data / information of the individual partial areas in the form of false colors in the black and white or color image of the entire area of the object to be examined, recorded according to method step a).
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