DE102006008990A1 - Verfahren und Anordnung zur Erzeugung eines dem Öffnungszustand der Stimmlippen des Kehlkopfes entsprechenden Signals - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Erzeugung eines dem Öffnungszustand der Stimmlippen des Kehlkopfes entsprechenden Signals Download PDF

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Abstract

Es wird eine Anordnung beschrieben, bei welcher mittels eines in den Rachen des Patienten B einführbaren Endoskops 3 die Schwingungen von Stimmlippen 2 visuell mit Hilfe von infrarotfreiem Licht betrachtet werden können und gleichzeitig ein den Bewegungsablauf darstellendes Oszillogramm der Stimmlippenschwingungen aufgezeichnet wird. Dem letztgenannten Zweck dient ein am Hals des Patienten B unterhalb der Stimmlippen 2 anzubringender Emitter 1 zur Erzeugung von Licht im nahen Infrarotbereich (NIR). Mittels eines Infrarotlicht reflektierenden Spiegels 5 wird das von der Stimmlippenschwingung modulierte Licht ausgekoppelt und einem Sensor 6 zugeführt, welcher zusammen mit einer Auswerteeinheit 9 die Stimmlippensignale detektiert und auswertet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines dem Öffnungszustand der Stimmlippen des Kehlkopfes entsprechenden Signals der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Das sogenannte Stimmlippensignal ist proportional zum Öffnungszustand der Stimmlippen und lässt sich z. B. als zeitabhängige Kurve darstellen und/oder aufzeichnen.
  • Die menschliche Stimme und Sprache kommt durch ein komplexes Zusammenspiel von Atmung, Stimmlippenschwingungen und Formung des Vokaltraktes zustande. Entsprechend komplex sind Krankheitsbilder der Stimme. Für eine umfassende Diagnose ist es daher wichtig, neben den akustischen Parametern auch die Stimmlippenschwingungen als Quelle des Schalls zu analysieren.
  • Auch diese Schwingungen sind keineswegs einfache, leicht zu erfassende und zu beschreibende Bewegungen, wie z. B. die eines Pendels. Vielmehr handelt es sich bei den Schwingungen um komplizierte, dreidimensionale Abläufe mit Walkvorgängen der Stimmlippen und einer allmählichen Öffnung unter der Wirkung des von der Lunge erzeugten Luftdruckes und der vom Sprecher oder Sänger willkürlich erzeugten Spannung der Stimmlippen. Bei den Stimmlippen kann es zu vielen Anomalien kommen, wie z. B. zum unvollständigen Stimmlippenschluss, zu einseitigen Lähmungen, zu abnormen Öffnungsverhalten und fehlerhaften Ein schwingvorgängen. Die Untersuchung dieser Anomalien können dem Untersucher Aufschluss über die Krankheit geben.
  • Erschwerend ist bei diesen Untersuchungen, dass die Stimmlippen nur endoskopisch oder mit indirekten Methoden zu beobachten und zu analysieren sind, wobei die im Bereich von 70 Hz bis 1.000 Hz liegenden Stimmlippenschwingungen wegen der schnellen Bewegungsabläufe nicht direkt optisch betrachtet werden können.
  • Das zur Zeit übliche und anerkannte Verfahren zur indirekten Untersuchung der Stimmlippenschwingungen ist die Elektroglottographie, mit welcher die Öffnung der Stimmlippen in Form einer zeitabhängigen Kurve ähnlich einem Oszillogramm dargestellt werden kann. Bei diesem Verfahren wird über an den Hals des Patienten anzulegende Elektroden ein schwacher hochfrequenter Strom durch den Kehlkopfbereich des Patienten geleitet, der durch die Öffnungs- und Schließbewegungen der Stimmlippen, durch welcher der Widerstand geringfügig geändert wird, moduliert wird. Dieser modulierte Strom wird gemessen und in Form einer Kurve dargestellt.
  • Mit diesem Verfahren ist eine vollständige, zeitkontinuierliche Erfassung der Bewegungsabläufe und damit auch die Beurteilung von Einschwingvorgängen möglich. Auch ermöglicht dieses Verfahren die Beurteilung des sehr komplexen Öffnungsvorganges der Stimmlippen, da der Widerstand schon anwächst, wenn die Stimmlippen vom lungenseitigen Druck von unten her geöffnet werden, auf der Rachenseite aber noch vollständig geschlossen sind. Damit gestattet dieses Verfahren quasi einen Blick in die dritte Dimension der Schwingung.
  • Da das elektroglottographische Verfahren mit kleinsten Signalen arbeiten muss, um die Sicherheit des direkt mit den Elektroden verbundenen Patienten zu gewährleisten, ist die Auswertung der auf diese Weise ermittelten Signale recht aufwändig. Soweit gleichzeitig die Stimmlippen optisch beobachtet werden sollen, sind gesonderte endoskopische Einrichtungen notwendig.
  • Eine optische Betrachtung und Beurteilung der Stimmlippen ist dagegen mit stroboskopischen Verfahren möglich, bei welchen die Stimmlippen endoskopisch oder mittels eines Kehlkopfspiegels betrachtet werden, wobei die Lichtquellen oder eine Kamera synchron zu den Schwingungen der Stimmlippen gesteuert werden. Die Synchronisation bzw. Triggerung erfolgt in der Regel mit Hilfe der mittels eines Mikrofons aufgenommenen Stimmlippenschwingungen oder einer manuell verstellbaren Phasenschieberelektronik. Bei diesen stroboskopischen Verfahren erscheinen die in Schwingung befindlichen Stimmlippen je nach Phasenwinkel entweder quasi in Zeitlupe oder stehend. Damit entsteht ein anschauliches bewegtes oder stehendes Bild der Stimmlippen, das visuell sehr gut beurteilt werden kann.
  • Nachteil dieser Methode ist jedoch, dass eine zeitkontinuierliche Betrachtung der visuell wahrgenommenen Schwingungen, die sich aus vielen realen Schwingungen zusammensetzen, nicht möglich ist. Folglich ist eine Betrachtung der Stimmlippen nur im eingeschwungenen Zustand bei periodischen Schwingungen möglich. Einschwingvorgänge können nicht betrachtet und beurteilt werden.
  • Auch ist eine Beurteilung der dreidimensionalen Stimmlippen, also quasi ein Blick in die dritte Dimension, nicht möglich, da von oben, solange die Stimmlippen auf der Rachenseite noch geschlossen sind, nicht erkennbar ist, wie sich die Stimmlippen an der Lungenseite öffnen.
  • Es ist darum für eine vollständige Untersuchung der Stimmlippen neben der endoskopischen Betrachtung mit stroboskopischer Beleuchtung eine elektroglottographische Untersuchung notwendig. Zwar ergänzen sich diese beiden Verfahren in optimaler Weise, der apparative Aufwand ist jedoch recht erheblich.
  • Nach einem anderen bekannten Verfahren, nämlich der bidirektionalen Stroboskopie, wird zur Untersuchung des Halsgewebes unterhalb der Stimmlippen eine zweite stroboskopische Beleuchtung in anderer Farbe eingesetzt. Mit diesem Verfahren lassen sich die geöffneten Stimmlippen mit sehr gutem Kontrast zum umliegenden Gewebe darstellen, wodurch eine einfachere computergestützte digitale Bildauswertung ermöglicht wird.
  • Nachteil der bidirektionalen Stroboskopie ist jedoch wiederum, wie oben erwähnt, dass Einschwingvorgänge nicht darstellbar sind.
  • Schließlich werden zur Stimmlippenuntersuchung mit hoher Geschwindigkeit laufende Kameras, sogenannte High-Speed-Video-Kameras, eingesetzt. Bei diesem Verfahren wird das endoskopische Bild der Stimmlippen mit einer Bildwiederholrate erfasst, die hoch gegen die Schwingungsrate der Stimmlippen ist. Die Videoaufnahmen können anschließend in Zeitlupe betrachtet werden, so dass eine genauere visuelle Beurteilung der Stimmlippenschwingungen möglich ist. Dieses Verfahren erlaubt eine zeitkontinuierliche Betrachtung, da es nicht auf einen eingeschwungenen periodischen Zustand angewiesen ist, so das Einschwingvorgänge anders als bei stroboskopischen Verfahren beobachtet werden können. Allerdings ist der technische Aufwand nicht gering. Außerdem ist die Qualität der Darstellung wegen niedrigerer Bildauflösung und geringerer Helligkeit schlechter. Auch ist es nachteilig, dass die Videoaufnahmen erst nachträglich in Zeitlupe betrachtet werden können. Im Falle eventueller Unzulänglichkeiten der Aufnahme, die ja erst bei der Betrachtung der Aufzeichnung auffallen, muss die Aufnahme wiederholt werden.
  • Schließlich gestattet auch dieses Verfahren wie das stroboskopische Verfahren nur eine Betrachtung der Stimmlippen von oben. Von der Lungenseite her erkennbare Stimmlippenbewegungen lassen sich nicht beurteilen, solange die Stimmlippen auf der Rachenseite noch geschlossen sind.
  • Damit ist nach dem heutigen Stand der Technik an sich eine Kombination eines stroboskopischen Verfahrens mit endoskopischer Betrachtung der Stimmlippen mit einem elektroglottographischen Verfahren zur Erfassung der Stimmlippenbewegungen in Form eines Oszillogrammes noch das Idealste. Wegen des erheblichen apparativen Aufwandes sind jedoch für diese Kombination geeignete Geräte, die unter der Marke „Laryngograph" auf dem Markt sind, noch recht kostspielig.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt darum die Aufgabe zu Grunde, ein weniger aufwändiges Verfahren zur visuellen Beobachtung der Stimmlippen und gleichzeitigen Darstellung der Stimmlippenschwingungen in Form eines Oszillogrammes auf der Grundlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß vorliegender Erfindung mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensmaßnahmen, nach welchen die Stimmlippen zum einen mit Licht im nahen Infrarotbereich, sogenanntem NIR-Licht, und zum anderen mit sichtbarem infrarotlichtfreiem Licht beleuchtet werden. Das NIR-Licht wird hierbei von der Stimmlippenbewegung in seiner Intensität moduliert, von einem Sensor empfangen und zur Erzeugung eines visualisierbaren Stimmlippensignals detektiert. Um eine gleichzeitige endoskopische Beobachtung der Stimmenlippen zu ermöglichen, ohne dass Stimmlippensignal zu beeinträchtigen, wird infrarotlichtfreies Licht verwendet, so dass das Stimmlippensignal mit einfachen Mitteln von dem Bildsignal abgetrennt werden kann.
  • Die Verwendung von NIR-Licht hat den entscheidenden Vorteil, dass dieses im Wellenlängenbereich von 0,8 μm bis 1,2 μm liegende Licht besonders gut menschliches Gewebe durchdringen kann, da es weder durch Wasser noch durch die Chromophore Melanin und Hemoglobin zu stark absorbiert wird.
  • Andererseits ist Licht dieser Wellenlänge relativ verlustfrei mit den Glasfasern der Lichtleiter und den Linsen der Endoskope übertragbar. Nicht geeignet sind hierbei Flüssigkeitslichtleiter, die für Licht im Wellenlängenbereich um 0,9 μm schlechte Transmissionseigenschaften haben.
  • Zur Erzeugung des NIR-Lichtes eignen sich vorzüglich lichtemittierende Dioden, sogenannte LEDs sowie Laser, wie diese mit Anspruch 11 angegeben sind, mit welchen Licht mit hoher Intensität und guter Bündelung erzeugt werden kann. Dies gilt sowohl für die Lichtquellen zur Erzeugung des sichtbaren infrarotlichtfreien Lichts als auch für die Lichtquellen zur Erzeugung des NIR-Lichts.
  • Die Anwendung herkömmlicher Endoskoplichtquellen, wie z. B. Halogen- und Xenonstrahler, wäre hierfür ungeeignet, da deren Strahlung das von der NIR-Lichtquelle erzeugte Signal wegen des hohen NIR-Anteiles überdecken würde.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich vorzugsweise zur stroboskopischen Betrachtung der Stimmlippen, da wie bei bekannten Verfahren die stroboskopische Lichtquelle mittels des Stimmlippensignals, wie mit den Ansprüchen 2 und 3 angegeben ist, synchronisiert werden kann.
  • Zur praktischen Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Anordnung gemäß Anspruch 4 vorgeschlagen, bei welcher am Hals eines Patienten unterhalb des Kehlkopfes ein Emitter zur Erzeugung relativ starker NIR-Strahlung anzubringen ist, welche von außen durch das Gewebe die Luftröhre im Bereich unterhalb der Stimmlippen beleuchtet. Dieses für das menschliche Auge nicht sichtbare NIR-Licht gelangt durch die sich öffnenden Stimmlippen in den Rachenraum des Patienten und erreicht dort über das in den Rachen des Patienten einführbare Endoskop einen dem Empfang der Stimmlippensignale dienenden Sensor. Da das menschliche Gewebe für NIR-Licht nur begrenzt durchlässig ist, wird das die Stimmlippen passierende NIR-Licht durch die Stimmlippenbewegung moduliert. Vorteilhafterweise ist mit diesem Stimmlippensignal wegen der Transmissionseigenschaften des menschlichen Gewebes auch schon ein Signal geringerer Amplitude erzeugbar, wenn die Stimmlippen auf der dem Rachen zugewandten Seite noch geschlossen, aber auf der der Lunge zugewandten Seite teilweise schon geöffnet sind.
  • Damit lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ähnlich wie bei der Elektroglottographie auch Aussagen über Bewegungsvorgänge der Stimmlippen treffen, die optisch mittels des Endoskops nicht sichtbar sind.
  • Apparativ ist die Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens deshalb besonders einfach, weil dasselbe Endoskop außer den Stimmlippensignalen der Einspeisung von infrarotfreiem Licht und der Beobachtung der Stimmlippen dient.
  • In besonders einfacher Weise kann das NIR-Licht durch die gleiche Optik des Endoskops geleitet werden, wenn, wie mit Anspruch 5 vorgeschlagen, auf der Lichtquellen- oder Kameraseite das NIR-Licht mit Hilfe eines Spiegels bzw. Prismas, der bzw. das für das infrarotfreie Licht durchlässig ist, dagegen das NIR-Licht reflektiert, ausgekoppelt und dem Sensor zugeführt wird.
  • Mit einer derartigen Anordnung lassen sich die gleichen Ergebnisse wie bei der Elektroglottographie, jedoch bei wesentlich geringerem technischen Aufwand, erhöhter Patientensicherheit und einfacherer Anwendung erzielen.
  • Da zur Erzeugung der Stimmlippensignale das gleiche Endoskop wie zur stroboskopischen Betrachtung der Stimmlippen verwendet wird und die Lichtquelle zur Erzeugung des infrarotlichtfreien Lichtes sowie die NIR-Lichtquelle sich nicht gegenseitig stören, können die beiden sich diagnostisch ergänzenden Verfahren idealerweise gleichzeitig durchgeführt und die Messergebnisse aufgezeichnet und zueinander in Relation gesetzt werden.
  • Verschiedene Gestaltungen der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Anordnungen sind Gegenstand der Ansprüche 6 und 7.
    •
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie Ausführungsbeispiele von Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens sind nachste hend anhand der Zeichnungen im Einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigen
  • 1 schematisierter Querschnitt der Stimmlippen in verschiedenen Öffnungsphasen, nämlich
  • 1a kompletter Verschluss der Stimmlippen,
  • 1b sich öffnende Stimmlippen,
  • 1c geöffnete Stimmlippen,
  • 2 Untenansicht der Stimmlippen gemäß 1 in den mit den 1a, b und c dargestellten Öffnungsphasen in 2a, b und c,
  • 3 schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel mit dem Kopf des Betrachters und dem Kopf des Patienten,
  • 4 vergrößertes Detail aus 3,
  • 5 erfindungsgemäße Anordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel mit dem Kopf des Patienten,
  • 6 vergrößertes Detail aus 5,
  • 7 erfindungsgemäße Anordnung nach einem dritten Ausführungsbeispiel mit dem Kopf des Betrachters und dem Kopf des Patienten,
  • 8 vergrößertes Details aus 7,
  • 9 erfindungsgemäße Anordnung nach einem vierten Ausführungsbeispiel mit dem Kopf des Betrachters und dem Kopf des Patienten,
  • 10 vergrößertes Detail aus 9,
  • 11 erfindungsgemäße Anordnung nach einem fünften Ausführungsbeispiel mit dem Kopf des Betrachters und dem Kopf des Patienten,
  • 12 vergrößerter Detail aus 11 und
  • 13 Schnitt längst der Linie XIII-XIII in 11.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Untersuchung der Stimmlippenbewegung, wobei vor allem die Öffnungs- und Schließbewegung auf der dem Kehlkopf gegenüberliegenden Seite der Stimmlippen diagnostiziert werden soll.
  • Der Bewegungsablauf der beiden Stimmlippen C und D ist mit den schematischen Darstellung in 1 und 2 veranschaulicht.
  • Die 1a und 2a zeigen die aneinander liegenden Stimmlippen C und D, also die Stimmlippen im vollständig geschlossenen Zustand.
  • Unter der Wirkung des von der Lunge erzeugten Luftdruckes und durch willkürliche Spannung öffnen sich die Stimmlippen C und D in Richtung der in den 1b und 1c eingetragenen Pfeile, bis sie die in den 1c und 2c gezeigte volle Öffnung erreicht haben.
  • Dieser Bewegungsablauf kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung diagnostiziert werden.
  • Nach einem ersten Ausführungsbeispiel besteht diese Anordnung im Wesentlichen aus einem Endoskop 3, das in den Rachenraum des Patienten B eingeführt ist und mit welchem der Betrachter A, also z. B. der Arzt, die Stimmlippen 2 optisch beobachten kann. In herkömmlicher Weise wird von einer Lichtquelle 7 erzeugtes Licht in den Beleuchtungseingang 4 des Endoskops eingespeist. Neu ist, dass als Licht ausschließlich infrarotfreies Licht verwendet wird. Zu diesem Zweck wird das von der Lichtquelle 7 erzeugte Licht, soweit es Infrarotlichtanteile enthält, einem Infrarotlichtspiegel 5 zugeführt, welcher das Infrarotlicht reflektiert, also auskoppelt, und nur Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich passieren lässt.
  • Unterhalb des Kehlkopfs des Patienten B ist ein Licht im nahen Infrarotbereich, nämlich NIR-Licht, erzeugender Emitter 1 vorgesehen. Das von ihm erzeugte Licht durchdringt das Gewebe des Halses und beleuchtet die Luftröhre und damit die Stimmlippen 2 von unten. Dieses Licht durchdringt die Stimmlippen 2 je nach Öffnungszustand, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist, mehr oder weniger und gelangt so zum Endoskop 3. Es durchläuft den Beleuchtungslichtleiter des Endoskopes 3 und gelangt über den Beleuchtungseingang 4 zum Infrarotlichtspiegel 5. Dieser reflektiert das aus dem Beleuchtungseingang 4 des Endoskops austretende Infrarotlicht IRG auf den Infrarotlichtsensor 6. Da dieses Infrarotlicht IRG in seiner Stärke durch die Bewegung der Stimmlippenöffnung, der Glottos, moduliert ist, erzeugt der Sensor 6 ein der Stimmlippenbewegung entsprechendes Signal.
  • Das aus dem Beleuchtungseingang 4 austretende infrarotlichtfreie sichtbare Licht passiert den Spiegel 5 ohne Reflexion, so dass es das Stimmlippensignal nicht verfälscht oder überdeckt.
  • Die mittels des Sensors 6 detektierten Signale werden der Auswerteeinheit 9 zugeführt. Soweit als Lichtquelle 7 eine stroboskopische Lichtquelle verwendet wird, kann diese über die Auswerteeinheit 9 mit den Stimmlippensignalen getriggert werden.
  • Bei Verwendung einer Videokamera lässt sich die erfindungsgemäße Anordnung, wie mit den 5 und 6 veranschaulicht ist, modifizieren. Auch bei dieser Anordnung wird Infrarotlicht mittels eines unterhalb des Kehlkopfes des Patienten B angebrachten Emitters 11 erzeugt. Es durchdringt das Gewebe des Halses und beleuchtet die Luftröhre und damit die Stimmlippen 12 von unten. In gleicher Weise, wie anhand von 3 und 4 erläutert, durchdringt das Infrarotlicht die Stimmlippen 12 mehr oder weniger, so dass das von der Stimmlippenbewegung modulierte Stimmlippensignal der Sichtoptik des Endoskopes 13 zugeführt wird. Anders als bei der Anordnung nach 3 und 4 wird dieses Stimmlippensignal hier über das Okular 14 des Endoskopes 13 einer Videokamera 20 zugeleitet. Wie mit 6 veranschaulicht ist, befindet sich im Lichtweg zwischen Kameraoptik 15 und dem Bildsensor 18 der Videokamera ein IR-Spiegel 16, mit welchem das von der Stimmlippenöffnung modulierte Lichtsignal IRG, das Stimmlippensignal, ausgekoppelt und einem Infrarotsensor 17 zugeleitet wird.
  • Das sichtbare Licht VIS durchdringt dagegen den Infrarotspiegel 16 und erzeugt auf dem Bildsensor 18 der Kamera 20 ein Abbild der Stimmlippen 12. Der Infrarotspiegel 16 sorgt dafür, dass das sichtbare Licht die Stimmlippensignale nicht verfälschen oder überlagern kann.
  • Die von der Kamera 20 erzeugten Bildsignale und Stimmlippensignale werden der Auswerteeinheit 19 zugeführt und mit einem Monitor 10 dargestellt.
  • Wie mit den 7 und 8 veranschaulicht, lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einer Anordnung verwirklichen, bei welcher Infrarotsensor und der Emitter für NIR-Licht vertauscht sind.
  • Wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wird das sichtbare Licht VIS mittels einer Lichtquelle 7 erzeugt, mittels einer Optik 8 fokussiert und gelangt nach Passieren des Infrarotspiegels 5 über den Beleuchtungseingang 4 in den Beleuchtungslichtleiter des Endoskopes 3. Soweit die Lichtquelle 7 Infrarotlicht IRL enthält, wird dieses in der anhand von 4 erläuterten Weise mittels des Infrarotspiegels 5 ausgekoppelt.
  • Derselbe Infrarotspiegel 5 dient der Reflexion des vom NIR-Emitter 1 erzeugten Infrarotlichtes, das über den Beleuchtungseingang 4 in den Beleuchtungslichtleiter des Endoskopes 3 gelangt und aus diesem am distalen Ende 3a in Richtung der Pfeile austritt. Es durchtritt die Stimmlippen 2 und wird von diesen zur Erzeugung des Stimmlippensignales 2 moduliert und nunmehr von dem am Hals des Patienten B unterhalb des Kehlkopfes angebrachten Sensor aufgenommen und detektiert. Dieses Signal wird der Auswerteeinheit 9 zugeführt.
  • In vereinfachter Form kann bei dieser Anordnung auf den NIR-Emitter 1 und den Infrarotspiegel 5 ganz verzichtet werden, wenn das von der Lichtquelle 7 erzeugte Licht in ausreichend starkem Maße Licht im NIR-Bereich enthält.
  • Nach einem weiteren in 9 und 10 veranschaulichten Vorschlag der Erfindung wird das von den Stimmlippen modulierte Lichtsignal nicht aus dem Beleuchtungseingang 4 ausgekoppelt, sondern mit einem am distalen Ende 3a des Endoskops 3 angebrachten NIR-Sensor 6 empfangen.
  • Soweit eine Lichtquelle 7 verwendet wird, welche neben sichtbarem Licht VIS auch Infrarotlicht IRL enthält, muss dieses wiederum mit einem Infrarotspiegel 5 ausgekoppelt werden, so dass das Licht zur Beleuchtung der Stimmlippen 12 die Stimmlippensignale nicht überlagert und verfälscht.
  • Eine bessere Signaltrennung lässt sich bei der mit in 11 und 12 veranschaulichten Anordnung erreichen. Bei dieser Anordnung wird ein Endoskop 3 verwendet, in dessen Schaft gesondert ein Bildkanal 3b für die Endoskopoptik, ein Beleuchtungskanal 3c für die Zuleitung des von der Lichtquelle 7 erzeugten Lichtes VIS und ein Sensorkanal 3d für die Weiterleitung der Stimmlippensignale vorgesehen ist. In diesem Fall braucht in den Beleuchtungseingang 4 lediglich infrarotlichtfreies sichtbares Licht eingespeist zu werden. Soweit die Lichtquelle 7 außer Licht im sichtbaren Bereich VIS Infrarotlicht IRL erzeugt, kann dieses, wie vorstehend beschrieben, mittels eines Infrarotlichtspiegels 5 ausgekoppelt werden.
    • 1
    Emitter für NIR-Licht
    2
    Stimmlippen
    3
    Endoskop
    3a
    distales Ende
    3b
    Bildkanal
    3c
    Beleuchtungskanal
    3d
    Sensorkanal
    4
    Beleuchtungseingang
    5
    IR-Spiegel
    6
    Sensor für NIR-Licht
    7
    Lichtquelle
    8
    Optik
    9
    Auswerteeinheit
    10
    Bildschirm
    11
    Emitter für NIR-Licht
    12
    Stimmlippen
    13
    Endoskop
    14
    Okular des Endoskops
    15
    Optik der Videokamera, Kameraoptik
    16
    IR-Spiegel
    17
    Sensor
    18
    Bildsensor der Videokamera
    19
    Auswerteeinheit
    20
    Videokamera
    A
    Betrachter
    B
    Patient
    IRG
    durch die Stimmlippen moduliertes IR-Licht (Stimmlippensignal)
    VIS
    sichtbares Licht
    IRL
    Infrarotlicht

Claims (10)

  1. Verfahren zur Erzeugung eines dem Öffnungszustand der Stimmlippen des Kehlkopfes entsprechenden Signals, bei welchem die Stimmlippen mittels einer Lichtquelle beleuchtet und mittels eines Endoskopes optisch beobachtet werden und ein durch die Stimmlippenbewegung moduliertes Signal, das Stimmlippensignal, dargestellt und/oder aufgezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimmlippen mit Licht im nahen Infrarotbereich (NIR-Licht) beleuchtet und dass durch die Stimmlippenbewegung modulierte Lichtsignal von einem Sensor empfangen und zur Erzeugung eines visualisierbaren Stimmlippensignals detektiert wird, wobei gleichzeitig zur Beobachtung der Stimmlippen sichtbares infrarotlichtfreies Licht verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimmlippen mittels einer von der Stimmlippenbewegung getriggerten stroboskopischen Lichtquelle mit infrarotlichtfreiem Licht beleuchtet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die stroboskopische Lichtquelle mittels des Stimmlippensignals getriggert wird.
  4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen am Hals eines Patienten (B) unterhalb des Kehlkopfes anbringbaren Emitter (1; 11) zur Beleuchtung der Stimmlippen (2; 12) mit NIR-Licht und ein in den Rachen des Patienten (B) einführbares Endoskop (3), das dem Empfang der Stimmlippensignale, der Einspeisung von infrarotfreiem Licht und der Beobachtung der Stimmlippen (2; 12) dient.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das NIR-Licht durch die Optik des Endoskopes (3) geleitet und auf der Lichtquellen- oder Kameraseite mittels eines für das infrarotlichtfreie Licht durchlässigen, NIR-Licht dagegen reflektierenden Spiegels (5; 16) bzw. Prismas ausgekoppelt und dem Sensor (6) zugeführt wird.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (5) bzw. das Prisma zwischen der Lichtquelle (7) und dem Beleuchtungseingang (4) der Endoskopoptik derart angeordnet ist, dass einerseits im Licht der Lichtquelle (7) enthaltene Infrarotstrahlung durch Reflexion unterdrückt wird und andererseits das durch die Endoskopoptik zugeleitete Stimmlippensignal durch Reflexion ausgekoppelt und dem Sensor (1) zugeführt wird.
  7. Anordnung nach Anspruch 5 mit einer mit dem Endoskop verbundenen Videokamera (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (16) bzw. das Prisma in der Videokamera (20) hinter der Kameraoptik (15) derart angeordnet ist, dass das durch die Endoskopoptik zugeleitete Stimmlippensignal durch Reflexion ausgekoppelt und dem Sensor (18) zugeführt wird, während das sichtbare Licht dem Bildsensor (18) der Videokamera (20) zugeführt wird.
  8. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor für das NIR-Licht an dem distalen Ende (3a) des Endoskops (3) angeordnet ist.
  9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Endoskop (3) einen Beleuchtungskanal (3c), in welchem infrarotfreies Licht eingespeist wird, einen Bildkanal (3b), mit welchem das Bild der Stimmlippen (2) dem Okular (14) des Endoskops (3) bzw. der Kamera (20) zugeführt wird, und einen Sensorkanal (3d) aufweist, mit welchem die Stimmlippensignale dem Sensor zugeführt werden.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6, 17) zum Empfang der Stimmlippensignale mit dem Emitter (1, 11) zur Erzeugung des NIR-Lichtes vertauscht ist.
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