DE102014008243A1

DE102014008243A1 - Fluoreszenbeobachtungssystem und optisches Filtersystem hierfür

Info

Publication number: DE102014008243A1
Application number: DE102014008243.1A
Authority: DE
Inventors: Christoph Hauger; Roland Guckler; Marco Wilzbach; Helge Jess; Selamawit Getachew Kelemu; Holger Matz
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2015-12-03
Also published as: CN105136753B; EP2950129B1; ES2836899T3; US9958392B2; CN105136753A; JP6716201B2; EP2950129A1; JP2015225344A; US20150346098A1

Abstract

Ein optisches Filtersystem für eine Fluoreszenzbeobachtung umfasst ein Beobachtungsfilter und ein Beleuchtungsfilter. Das Beobachtungsfilter weist mehrere Durchlass-Bereiche auf, welche dazu vorgesehen sind, durch eine Fluoreszenz erzeugtes Licht für eine Beobachtung oder eine Detektion der Fluoreszenz hindurchtreten zu lassen. Die Durchlass-Bereiche sind durch dazwischenliegende Sperr-Bereiche getrennt. Bei den Wellenlängenbereichen, bei denen das Beobachtungsfilter einen Durchlass-Bereich aufweist, weist das Beleuchtungsfilter einen Sperr-Bereich auf. Bei den Wellenlängenbereichen, bei denen das Beobachtungsfilter einen Sperr-Bereich aufweist, weist das Beleuchtungsfilter einen Durchlass-Bereich auf. Die mehreren Durchlass-Bereiche des Beleuchtungsfilters ermöglichen einen verbesserten Farbeindruck bei Normallichtbeobachtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fluoreszenzbeobachtungssystem zur Beobachtung einer Fluoreszenz, ein hierin verwendbares optisches Filtersystem und deren Verwendung.
Fluoreszenzbeobachtung wird in vielen Bereichen der Technik, der Biologie und der Medizin eingesetzt, um verschiedene Arten von Strukturen eines Objekts voneinander unterscheidbar sichtbar zu machen. Hierbei wird in einem Strahlengang zwischen einer Lichtquelle und dem zu beobachtenden Objekt ein Beleuchtungslichtfilter und in einem Strahlengang zwischen dem Objekt und einem beobachtenden Auge oder einer Bilder des Objekts detektierenden Kamera ein Beobachtungsfilter angeordnet. Das Beleuchtungsfilter lässt Licht passieren, welches eine Fluoreszenz des Objekts anregt. Das Beobachtungsfilter lässt von dem Objekt ausgehendes Fluoreszenzlicht passieren. Das Beleuchtungsfilter ist ferner so ausgelegt, dass es Licht solcher Wellenlängen des Fluoreszenzlichts nicht passieren lässt, welche das Beobachtungsfilter passieren lässt, so dass im Wesentlichen nur solches Fluoreszenzlicht das Beobachtungsfilter passiert, welches durch eine Fluoreszenz erzeugt wird und nicht etwa Beleuchtungslicht ist, welches an dem Objekt reflektiert oder gestreut wurde. Aus diesem Grund blockiert das Beleuchtungsfilter Licht aus wesentlichen Teilen des Spektrums, so dass dann, wenn die eingesetzte Lichtquelle eine Weißlichtquelle ist, das auf das Objekt treffende Licht, welches das Beleuchtungsfilter durchsetzt hat, einen unverfälschten weißen Farbeindruck nicht mehr hervorrufen kann.
In manchen Situationen enthält ein Objekt fluoreszierende Bereiche und nicht-fluoreszierende Bereiche, wobei es wünschenswert ist, sowohl die Fluoreszenz der fluoreszierenden Bereiche sichtbar zu machen als auch die nicht-fluoreszierenden Bereiche mit einem möglichst unverfälschten Farbeindruck wahrnehmen zu können.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Filtersystem für eine Fluoreszenzbeobachtung und ein Fluoreszenzbeobachtungssystem vorzuschlagen, welche erlauben, nicht fluoreszierende Bereiche eines Objekts mit einem möglichst unverfälschten Farbeindruck wahrzunehmen.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung umfasst ein optisches Filtersystem für eine Fluoreszenzbeobachtung ein Beleuchtungsfilter und ein Beobachtungsfilter, welche aufeinander abgestimmt sind. Das Beobachtungsfilter weist mehrere Durchlass-Bereiche auf, welche dazu vorgesehen sind, durch eine Fluoreszenz erzeugtes Licht für eine Beobachtung oder eine Detektion der Fluoreszenz hindurchtreten zu lassen. Die Durchlass-Bereiche überlappen nicht, d. h. sie sind durch dazwischenliegende Sperr-Bereiche getrennt, welche Licht der entsprechenden Wellenlängen im Wesentlichen nicht passieren lassen sollen. Damit unterscheiden sich Durchlass-Bereiche und Sperr-Bereiche hinsichtlich des Transmissionsgrads für Licht einer bestimmten Wellenlänge. Bei einer gegebenen Wellenlänge wäre der Transmissionsgrad eines Durchlass-Bereichs wesentlich größer als der Transmissionsgrad eines Sperr-Bereichs. Innerhalb eines Sperr-Bereichs bzw. eines Durchlass-Bereichs muss der Transmissionsgrad in Abhängigkeit von der Wellenlänge nicht konstant sein. Allerdings ist es beispielsweise möglich, den Transmissionsgrad eines Sperr-Bereichs und eines Durchlass-Bereichs zu charakterisieren, indem auf einen mittleren Transmissionsgrad Bezug genommen wird. Um diesen zu bestimmen, wird der für verschiedene Wellenlängen innerhalb des Sperr-Bereichs bzw. des Durchlass-Bereichs gemessene Transmissionsgrad gemittelt.
Bei den Wellenlängenbereichen, bei denen das Beobachtungsfilter einen Durchlass-Bereich aufweist, weist das Beleuchtungsfilter einen Sperr-Bereich auf, so dass ein durch das Beleuchtungsfilter beleuchtetes Objekt kein Licht reflektiert oder streut, welches einen der Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters passieren kann. Das Licht, welches die Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters passieren kann ist dann vornehmlich Fluoreszenzlicht, welches durch eine Fluoreszenz des Objekts erzeugt wird. Um eine solche Fluoreszenz anzuregen, weist das Beleuchtungsfilter Durchlass-Bereiche auf, welche dazu vorgesehen sind, Licht passieren zu lassen, welches die Fluoreszenz anregt.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen weist das Beobachtungsfilter Sperr-Bereiche bei solchen Wellenlängen auf, bei welchen das Beleuchtungsfilter Durchlass-Bereiche aufweist.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen gilt in einem Wellenbereich des Lichts von 380 nm bis 725 nm:
wobei T^O(λ) der Transmissionsgrad des Beobachtungsfilters in Abhängigkeit von der Wellenlänge ist und T^I(λ) der Transmissionsgrad des Beleuchtungsfilters in Abhängigkeit von der Wellenlänge ist.
Dies bedeutet, dass das Licht einer Wellenlänge aus diesem Wellenlängenbereich beide Filter nacheinander im Wesentlichen nicht durchsetzen kann.
Bei einer Fluoreszenzbeobachtung eines Objekts kann das Objekt durch das Beleuchtungsfilter beleuchtet werden, und eine Fluoreszenz des Objekts kann mit Licht beobachtet oder detektiert werden, welches das Beobachtungsfilter durchsetzt hat. Darüber hinaus ist es möglich, das Objekt direkt zu beobachten und von dem Objekt ausgehendes Licht zu detektieren, welches das Beobachtungsfilter nicht durchsetzt hat. Diese Beobachtung kann beispielsweise mit dem Auge direkt, ohne Zuhilfenahme einer Optik erfolgen, oder sie kann unter Zuhilfenahme einer Optik erfolgen. Eine solche Optik kann beispielsweise ein Okular umfassen, in welches ein Benutzer mit seinem Auge Einblick nimmt. Die Optik kann das Objekt auch auf eine Kamera abbilden, um Bilder des Objekts zu gewinnen. Bei dieser Beobachtung bzw. Detektion von Licht, welches das Beobachtungsfilter nicht durchsetzt hat, spielen Fluoreszenzprozesse des Objekts im Wesentlichen keine Rolle. Das mit dem Auge wahrgenommene bzw. detektierte Licht ist solches Licht, welches das Beleuchtungsfilter durchsetzt hat und an dem Objekt reflektiert oder gestreut wird. Wenn das Objekt mit Licht bestrahlt wird, welches das Beleuchtungsfilter nicht durchsetzt hat, erscheint das Objekt bei der direkten Beobachtung oder Detektion mit einer Kamera in seinen natürlichen Farben. Bei der Beleuchtung mit Licht, welches das Beleuchtungsfilter durchsetzt hat, wird das Objekt mit Licht aus den Wellenlängen, bei welchen das Beleuchtungsfilter einen Sperr-Bereich aufweist, nicht beleuchtet. Damit wird das Objekt nicht mit Weißlicht beleuchtet, sondern mit einem Licht, welches zwar viele verschiedene Wellenlängen des sichtbaren Lichts enthält, dem allerdings wesentliche Wellenlängenbereiche fehlen, um an dem Objekt einen natürlichen Farbeindruck entstehen zu lassen.
Deshalb weist das Beobachtungsfilter nicht einen einzigen Durchlass-Bereich auf, über welchen die Fluoreszenz detektiert werden kann, sondern mehrere, nicht überlappende Durchlass-Bereiche, welche durch Sperr-Bereiche des Beobachtungsfilters getrennt sind. Bei den Wellenlängen, bei welchen das Beobachtungsfilter einen Sperr-Bereich aufweist, kann das Beleuchtungsfilter einen Durchlass-Bereich haben, um das Objekt mit Licht zu bestrahlen, welches eine Wellenlänge aufweist, bei der das Objekt eigentlich fluoresziert. Aufgrund des Sperr-Bereichs in dem Beobachtungsfilter trägt dieses Licht allerdings nicht zur detektierten Fluoreszenz bei. Es dient dann lediglich zur Beleuchtung des Objekts und kann, bei geeigneter Wahl des zwischen zwei Durchlass-Bereichen des Beobachtungsfilters angeordneten Sperr-Bereichen des Beobachtungsfilters dazu beitragen, dass die Verteilung von Wellenlängen, mit denen das Objekt beleuchtet wird, dahingehend eingestellt wird, dass das Objekt bei Beobachtung ohne das Beobachtungsfilter einen natürlichen Farbeindruck hervorruft. Es werden somit ”Lücken” im Beleuchtungslicht teilweise ”gefüllt”. Dies hat den Vorteil, dass der Farbeindruck, den das Objekt bei Beobachtung ohne das Beobachtungsfilter hervorruft, im Hinblick auf einen natürlichen Farbeindruck verbessert sein kann. Hierbei wird entstehendes Fluoreszenzlicht mit Wellenlängen, die in einem Sperr-Bereich des Beobachtungsfilters liegen, nicht detektiert, so dass beispielsweise ein Kontrast eines Fluoreszenzbilds vermindert sein kann, da eigentlich zur Verfügung stehendes Fluoreszenzlicht nicht zur Detektion der Fluoreszenz verwendet wird. Bei geeigneter Auslegung der Sperr-Bereiche des Beobachtungsfilters, welche zwischen Durchlass-Bereichen des Beobachtungsfilters angeordnet sind, spielt dies keine Rolle, da der natürliche Farbeindruck, den das Objekt bei Beleuchtung mit Licht, das das Beleuchtungsfilter durchsetzt hat, wesentlich verbessert ist.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen weist das Beleuchtungsfilter in einem Bereich zwischen 440 nm und 560 nm einen Wellenlängenbereich auf, dessen Breite größer als 45 nm ist und in dem der Transmissionsgrad des Beleuchtungsfilters kleiner als 0,80 ist. Hierdurch wird die Menge an grünem Licht, die auf das Objekt gelangt, etwas reduziert, was dazu führt, dass der Farbeindruck des Objekts in der Normallichtbeobachtung weiter verbessert wird.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen hierin ist der Wellenlängenbereich, in dem der Transmissionsgrad kleiner als 0,80 ist, in einem Bereich zwischen 465 nm und 540 nm vorgesehen, und gemäß weiterer beispielhafter Ausführungsformen hierin ist in dem Wellenlängenbereich mit der Breite größer als 45 nm der Transmissionsgrad kleiner als 0,70 und insbesondere kleiner als 0,65.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst ein optisches Filtersystem für eine Fluoreszenzbeobachtung ein Beleuchtungsfilter und ein Beobachtungsfilter, wobei das Beobachtungsfilter in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 725 nm folgende Durchlasscharakteristik aufweist: wenigstens zwei nicht überlappende Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters, wobei ein jeder dieser Durchlass-Bereiche zwischen einer ersten Wellenlänge und einer zweiten Wellenlänge einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der größer ist als ein erster Wert; und mehrere Sperr-Bereiche des Beobachtungsfilters, deren Zahl gleich einer Zahl der Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters ist, nämlich einen ersten Sperr-Bereich des Beobachtungsfilters, der zwischen 380 nm und einer kleinsten der ersten Wellenlängen der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der kleiner ist als ein zweiter Wert; und wenigstens einen weiteren Sperr-Bereich des Beobachtungsfilters, wobei ein jeder der weiteren Sperr-Bereiche zwischen der zweiten Wellenlänge eines der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters und der ersten Wellenlänge eines weiteren der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der kleiner ist als ein dritter Wert; wobei das Beleuchtungsfilter in dem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 725 nm folgende Durchlasscharakteristik aufweist: mehrere Durchlass-Bereiche des Beleuchtungsfilters, deren Zahl gleich der Zahl der Sperr-Bereiche des Beobachtungsfilters ist, nämlich einen ersten Durchlass-Bereich des Beleuchtungsfilters, der zwischen 380 nm und einer Wellenlänge, die kleiner ist als die kleinste der ersten Wellenlängen der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters, einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der größer ist als ein vierter Wert; und weitere Durchlass-Bereiche des Beleuchtungsfilters, wobei ein jeder der weiteren Durchlass-Bereiche zwischen einer Wellenlänge, die größer ist als die zweite Wellenlänge eines Durchlass-Bereichs des Beobachtungsfilters, und einer Wellenlänge, die kleiner ist als die erste Wellenlänge eines weiteren Durchlass-Bereichs des Beobachtungsfilters, einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der größer ist als ein fünfter Wert; und mehrere Sperr-Bereiche des Beleuchtungsfilters, deren Zahl gleich der Zahl der Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters ist, wobei ein jeder der Sperr-Bereiche des Beleuchtungsfilters zwischen der Wellenlänge, die kleiner ist als die erste Wellenlänge eines der Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters, und der Wellenlänge, die größer ist als die zweite Wellenlänge dies es Durchlass-Bereichs des Beobachtungsfilters, einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der kleiner ist als ein sechster Wert.
Gemäß weiterer beispielhafter Ausführungsformen umfasst ein Fluoreszenzbeobachtungssystem eine Lichtquelle, welche einen Lichtstrahl zur Beleuchtung eines Objektfeldes erzeugt, welches einen fluoreszierenden Stoff enthält; eine erste Kamera zur Detektion eines Fluoreszenzbildes des Objektfelds; und ein optisches Filtersystem, welches Beobachtungsfilter und ein Beleuchtungsfilter umfasst; wobei das Beleuchtungsfilter in einem Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Objektfeld angeordnet ist; wobei das Beobachtungsfilter in einem Strahlengang zwischen dem Objektfeld und der ersten Kamera angeordnet ist.
Die Detektion einer Fluoreszenz mit einem Beobachtungsfilter, welches mehrere Durchlass-Bereiche aufweist, welche durch Sperr-Bereiche getrennt sind, ist besonders für die Detektion von Fluoreszenzen geeignet, deren Emissionsspektrum breit ist, d. h. die Intensitäten der Fluoreszenzstrahlung in einem breiten Wellenlängenband eine signifikante Intensität aufweisen. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn ein Fluoreszenzspektrum in einem Wellenlängenbereich einer Breite von mehr als 50 nm oder mehr als 100 nm eine Intensität aufweist, die größer ist als 10% einer maximalen Intensität des Fluoreszenzspektrums. Ein derart breites Fluoreszenzspektrum kann zur Detektion mit dem Beobachtungsfilter zur Beobachtung in mehreren Durchlass-Bereichen aufgeteilt werden, wobei der zwischen zwei Durchlass-Bereichen liegende Sperr-Bereich Raum lässt für eine Beleuchtung, die den natürlichen Farbeindruck bei direkter Beobachtung signifikant verbessern kann. Hierbei ist es möglich, nicht nur zwei, sondern drei oder mehr verschiedene Durchlass-Bereiche in dem Beobachtungsfilter vorzusehen, welche entsprechend durch zwei oder mehr Sperr-Bereiche getrennt sind. Bei den Wellenlängen, die in einem Sperr-Bereich des Beobachtungsfilters enthalten sind, weist das entsprechende Beleuchtungsfilter Durchlass-Bereiche auf, welche den natürlichen Farbeindruck verbessern.
Ein Beispiel der Fluoreszenz, bei welcher die erläuterte Art von Beleuchtungsfiltern und Beobachtungsfiltern erfolgreich eingesetzt werden kann, ist die Fluoreszenz von Protoporphyrin IX. Diese Fluoreszenz wird zur Sichtbarmachung von Tumoren verwendet. Insbesondere zur Sichtbarmachung von hochgradigen und niedriggradigen Gliomen scheint die Verwendung vielversprechend zu sein, wobei zur Sichtbarmachung von niedriggradigen Gliomen momentan keine anderen geeigneten Methoden bekannt sind.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Fluoreszenzbeobachtungssystems;
2 eine schematische Darstellung von Durchlasscharakteristiken eines Beobachtungsfilters bzw. eines Beleuchtungsfilters gemäß einer Ausführungsform eines optischen Filtersystems, welches in dem Fluoreszenzbeobachtungssystem der 1 einsetzbar ist;
3 eine Grafik, die ein Anregungsspektrum und ein Fluoreszenzspektrum von Protoporphyrin IX darstellt; und
4 eine Grafik, welche Durchlasscharakteristiken eines auf die Fluoreszenz von Protoporphyrin IX abgestimmten Filtersystems darstellt.
Eine Ausführungsform eines Fluoreszenzbeobachtungssystems wird nachfolgend anhand eines Operationsmikroskops erläutert. Allerdings sind Ausführungsformen des Fluoreszenzbeobachtungssystems nicht auf solche Operationsmikroskope beschränkt, sondern umfassen vielmehr jegliche Fluoreszenzbeobachtungssysteme, bei welchen auf ein Objekt gerichtetes Beleuchtungslicht mit einem Beleuchtungslichtfilter gefiltert und von dem Objekt ausgehendes Licht mit einem Beobachtungslichtfilter gefiltert wird.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Fluoreszenzbeobachtungssystem bzw. Mikroskop 1 eine Mikroskopieoptik 3 mit einem Objektiv 5 mit einer optischen Achse 7. In einer Objektebene des Objektivs 5 ist ein zu untersuchendes Objekt 9 angeordnet. Von dem Objekt 9 ausgehendes Licht wird von dem Objektiv 5 in ein bildseitiges Strahlenbündel 11 überführt, in welchem zwei mit Abstand von der optischen Achse 7 angeordnete Zoomsysteme 12, 13 angeordnet sind und aus dem Strahlenbündel 11 jeweils ein Teilstrahlenbündel 14 bzw. 15 herausgreifen und über in 1 nicht dargestellten Umlenkprismen Okularen 16 und 17 zuführen, in welche ein Betrachter mit seinem linken Auge 18 bzw. seinem rechten Auge 19 Einblick nimmt, um eine vergrößerte Darstellung des Objekts 9 als Bild wahrzunehmen.
In dem Teilstrahlenbündel 15 ist ein teildurchlässiger Spiegel 21 angeordnet, um einen Teil des Lichts als Strahl 23 auszukoppeln, welcher einem Kamerasystem 24 zugeführt wird. Das Kamerasystem 24 kann eine Kamera oder mehrere Kameras umfassen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Kamerasystem 24 eine Kamera 32, welcher Licht des Strahls 23, welches einen teildurchlässigen Spiegel 25 durchsetzt, über eine Kameraadapteroptik 31 zugeführt wird, und eine Kamera 55, welcher Licht des Strahls 23, das an dem teildurchlässigen Spiegel 25 reflektiert wird, über ein Beobachtungsfilter 57 und eine Kameraadapteroptik 53 zugeführt wird. Das Beobachtungsfilter 57 ist ein Fluoreszenzlichtfilter, welches lediglich Fluoreszenzlicht eines in dem Objekt 9 enthaltenen Fluoreszenzfarbstoffs durchtreten lässt. Somit kann die Kamera 32 ein Normallichtbild des Objekts 9 detektieren, während die Kamera 55 ein Fluoreszenzlichtbild des Objekts 9 detektieren kann. Bilder der Kameras 32 und 55 werden über Datenverbindungen 33 bzw. 65 an eine Steuerung 35 übertragen und können in dieser verarbeitet und in einem Speicher 95 gespeichert werden.
Auf ähnliche Weise kann in dem anderen Teilstrahlenbündel 14 ein teildurchlässiger Spiegel 37 angeordnet sein, über welchen ein Teilstrahl 39 ausgekoppelt wird, der über eine Kameraadapteroptik 41 einer Kamera 43 zugeführt wird, welche ebenfalls ein Normallichtbild detektieren kann, wobei deren detektierte Bilder über ein Datenverbindung 45 an die Steuerung 35 übertragen werden.
An die Steuerung 35 ist über eine Datenverbindung 67 ein Display 69 angeschlossen, dessen dargestelltes Bild über eine Projektionsoptik 70 und einen in dem Teilstrahlenbündel 15 angeordneten weiteren teildurchlässigen Spiegel 68 in den Strahlengang zu dem Okular 17 eingekoppelt wird, so dass der Betrachter mit seinem Auge 19 sowohl das auf dem Display 69 dargestellte Bild als auch das Bild des Objekts direkt wahrnehmen kann. Somit können von der Steuerung 35 beispielsweise Daten in das Okular 17 eingeblendet werden oder Bilder des Objekts, welche durch die Kameras 32, 55 und 43 detektiert oder durch Analyse der detektierten Bilder generiert werden können.
Die durch die Kameras detektierten Bilder können von der Steuerung 35 auch an ein kopfgetragenes Betrachtungsgerät 49, welches auch als head mounted display bezeichnet wird, ausgegeben werden, wozu das Gerät 49 zwei Displays 51, 52 für das rechte bzw. linke Auge des Betrachters umfasst.
Das Mikroskop 1 umfasst ferner ein Beleuchtungssystem 63 zum Erzeugen eines auf das Objekt 9 gerichteten Beleuchtungslichtstrahls 81. Hierzu umfasst das Beleuchtungssystem 63 eine breitbandige Lichtquelle, wie beispielsweise eine Halogenlampe oder eine Xenonlampe 71, einen Reflektor 72 und einen Kollimator 73, um einen kollimierten Lichtstrahl 74 zu erzeugen, welcher mittels einer oder mehrerer Linsen 75 auf ein Eintrittsende 76 eines Glasfaserbündels 77 gerichtet sein kann, um von der Lampe 71 emittiertes Licht in das Glasfaserbündel 77 einzukoppeln. Durch das Glasfaserbündel 77 wird das Licht in die Nähe des Objekts 9 transportiert, tritt dort an einem Austrittsende 78 des Glasfaserbündels 77 aus und wird dann durch eine Kollimationsoptik 79 zu dem auf das Objekt 9 gerichteten Beleuchtungslichtstrahl 81 kollimiert.
Das Beleuchtungssystem 63 umfasst ferner eine Filterplatte 83, welche ein Beleuchtungsfilter 84 zur Fluoreszenzbeobachtung und ein Beleuchtungsfilter 85 zur Normallichtbeobachtung aufweist. Ein von der Steuerung 35 kontrollierter Antrieb 87 ist vorgesehen, um wahlweise das Beleuchtungslichtfilter 84 zur Fluoreszenzbeobachtung und das Beleuchtungsfilter 85 zur Normallichtbeobachtung in dem Strahl 74 anzuordnen, wie dies durch den Pfeil 88 angedeutet ist. Das Beleuchtungsfilter 84 zur Fluoreszenzbeobachtung wird dann in dem Strahl 74 angeordnet, wenn in dem Objekt 9 eine Fluoreszenz angeregt und beobachtet werden soll, während das Beleuchtungsfilter 85 zur Normallichtbeobachtung in dem Strahl 74 angeordnet wird, wenn das Objekt 9 unter Belichtung mit normalem Licht, wie beispielsweise Weißlicht, beobachtet werden soll. Das Beleuchtungsfilter 85 kann hierbei beispielsweise so ausgebildet sein, dass es von der Lampe 71 erzeugtes infrarotes Licht oder dem infraroten Licht nahes langwelliges Licht nicht passieren lässt, um eine unnötige Erwärmung des Objekts 9 zu vermeiden, und Licht kürzerer Wellenlängen passieren lässt.
Die wahlweise Anordnung der beiden Beleuchtungsfilter 84 und 85 in dem Strahl 74 kann von dem Betrachter über ein an die Steuerung 35 angeschlossenes Eingabegerät, wie beispielsweise einen Taster 97, kontrolliert werden.
Die Durchlasscharakteristiken des Beleuchtungsfilters 84 für die Fluoreszenzbeobachtung und des Beobachtungsfilters 57 für die Fluoreszenzbeobachtung werden nachfolgend anhand der 2 erläutert.
2 zeigt in ihrem unteren Teil schematisch die Durchlasscharakteristik T^O des Beobachtungsfilters 57 und in ihrem oberen Teil schematisch die Durchlasscharakteristik T^I des Beleuchtungsfilters 84. In der 2 sind Elemente des Beobachtungsfilters mit dem hochgestellten Index O (Observation) bezeichnet und Elemente des Beleuchtungsfilters mit dem hochgestellten Index I (Illumination) bezeichnet. Die Durchlasscharakteristiken sind in dem Wellenlängenbereich 380 nm ≤ λ ≤ 725 nm dargestellt. In diesem Wellenlängenbereich weisen beide Filter mehrere Durchlass-Bereiche und Sperr-Bereiche auf. Die Durchlass-Bereiche sind mit ”D” und die Sperr-Bereiche mit ”S” bezeichnet. Die Durchlass-Bereiche bzw. Sperr-Bereiche sind in der 2 von links nach rechts beginnend mit 0 durchnummeriert, wobei ein tiefgestellter Index die Nummer des Bereichs wiedergibt.
In Sperr-Bereichen ist der Transmissionsgrad T klein, und in den Durchlass-Bereichen ist der Transmissionsgrad T groß. In der Darstellung der 2 ändert sich der Transmissionsgrad an den Grenzen zwischen Durchlass-Bereichen und Sperr-Bereichen sprunghaft. Dies ist idealisiert, denn in der Praxis ergeben sich an den Grenzen zwischen Sperr-Bereichen und Durchlass-Bereichen stetige Änderungen des Transmissionsgrads. Wellenlängen λ, die Grenzen zwischen Sperr-Bereichen und Durchlass-Bereichen bezeichnen, sind in der 2 mit einem tiefgestellten Index ergänzt, wobei ”l” (low) für eine linke Grenze eines Bereichs und ”h” (high) für eine rechte Grenze eines Bereichs steht.
Das Beobachtungsfilter soll Fluoreszenzlicht durchlassen. Hierzu weist das Beobachtungsfilter zwei Durchlass-Bereiche D O / 1 und D O / 2 auf. Die Durchlasscharakteristik für den ersten Durchlass-Bereich weist eine linke Flanke bei einer Wellenlänge λ O / 1l und eine rechte Flanke bei einer Wellenlänge λ O / 1h auf. Der zweite Durchlass-Bereich D O / 2 weist eine linke Flanke bei einer Wellenlänge λ O / 2l und eine rechte Flanke bei einer Wellenlänge λ O / 2h auf. Die Wellenlängen λ O / 1l und λ O / 2h sind so gewählt, dass sie innerhalb des Fluoreszenzspektrums der zu untersuchenden Fluoreszenz liegen, d. h. bei diesen beiden Wellenlängen und den Wellenlängen dazwischen wird Fluoreszenzlicht mit signifikanter Intensität emittiert. In den Wellenlängenbereichen, in welchen kein Durchlass-Bereich vorliegt, weist das Beobachtungsfilter Sperr-Bereiche auf. Dies sind ein Sperr-Bereich S O / 0 bei Wellenlängen zwischen 380 nm und λ O / 1l, ein weiterer Sperr-Bereich S O / 1 bei Wellenlängen zwischen λ O / 1h und λ O / 2l und noch ein weiterer Sperr-Bereich S O / 2 bei Wellenlängen zwischen λ O / 2h und 725 nm.
In einem jeden der Sperr-Bereiche und Durchlass-Bereiche kann ein mittlerer Transmissionsgrad T bestimmt werden. Dies kann beispielsweise durch Integration geschehen, wie beispielsweise gemäß der Formel
In den Durchlass-Bereichen D^O ist der mittlere Transmissionsgrad jeweils größer als ein Wert W₁, der beispielsweise größer als 0,7, größer als 0,8 oder größer als 0,9 sein kann. In dem ersten Sperr-Bereich S O / 0 ist der mittlere Transmissionsgrad kleiner als ein Wert W₂, und in den weiteren Sperr-Bereichen S O / 1 und S O / 2 ist der mittlere Transmissionsgrad kleiner als ein Wert W₃. In der Praxis ist der erste Sperr-Bereich S O / 0 wesentlich breiter als die weiteren Sperr-Bereiche S O / 1 und S O / 2, so dass der Wert W₃ größer sein kann als der Wert W₂, ohne dass direkt Beleuchtungslicht in signifikantem Umfang durch das Beobachtungsfilter hindurchtritt. Beispielhafte Werte für die Werte W₂ und W₃ sind kleiner als 0,3, kleiner als 0,2 oder kleiner als 0,1.
Da das Licht, welches die Durchlass-Bereiche D^O des Beobachtungsfilters durchsetzt, im Wesentlichen nur Fluoreszenzlicht sein soll, weist das Beleuchtungsfilter bei den Wellenlängen, bei denen das Beobachtungsfilter einen Durchlass-Bereich hat, einen dem jeweiligen Durchlass-Bereich des Beobachtungsfilters zugeordneten Sperr-Bereich auf. Dem Durchlass-Bereich D O / 1 des Beobachtungsfilters ist ein Sperr-Bereich S I / 1 des Beleuchtungsfilters zugeordnet, und dem Durchlass-Bereich D O / 2 des Beobachtungsfilters ist ein Sperr-Bereich S I / 2 des Beleuchtungsfilters zugeordnet. Der Sperr-Bereich S I / 1 liegt zwischen den Wellenlängen λ I / 1l und λ I / 1h, und der Sperr-Bereich S I / 2 liegt zwischen den Wellenlängen λ I / 2l und λ I / 2h. Um ein Durchtreten von Beleuchtungslicht durch beide Filter zu vermeiden, sind die Sperr-Bereiche des Beleuchtungsfilters breiter gewählt als die Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters. Insbesondere ist λ I / 1l < λ O / 1l, λ I / 1h > λ O / 1h, λ I / 2l < λ O / 2l und λ I / 2h > λ O / 2h.
Bei den Wellenlängen, bei denen das Beleuchtungsfilter keinen Sperr-Bereich aufweist, weist es Durchlass-Bereiche auf. Es sind dies ein erster Durchlass-Bereich D I / 0 zwischen 380 nm und λ I / 1l, ein weiterer Durchlass-Bereich D I / 1 zwischen λ I / 1h und λ I / 2l sowie ein weiterer Durchlass-Bereich D I / 2 zwischen λ I / 2h und 725 nm. In den Sperr-Bereichen ist der mittlere Transmissionsgrad kleiner als ein Wert W₆, in dem ersten Durchlass-Bereich D I / 0 ist der mittlere Transmissionsgrad größer als ein Wert W₄, und in den weiteren Durchlass-Bereichen D I / 1 und D I / 2 ist der mittlere Transmissionsgrad jeweils größer als ein Wert W₅. Aufgrund der in der Praxis größeren Breite des Durchlass-Bereichs D I / 0 im Vergleich zu den weiteren Durchlass-Bereichen D I / 1 und D I / 2, kann der Wert W₄ größer sein als der Wert W₅. Die Werte W₄ und W₅ können beispielsweise größer als 0,7, größer als 0,8 und größer als 0,9 sein. Der Wert W₆ kann kleiner als 0,3, kleiner als 0,2 und kleiner als 0,1 sein.
Der Durchlass-Bereich D I / 0 dient dazu, das Objekt für zwei verschiedene Zwecke zu beleuchten. Zum einen regt das das Beleuchtungsfilter in dem Durchlass-Bereich D I / 0 passierende Licht die Fluoreszenz an, so dass das entsprechende Fluoreszenzlicht das Beobachtungsfilter in dessen Durchlass-Bereichen D O / 1 und D O / 2 passieren und zu der Kamera 55 gelangen kann. Die Kamera 55 detektiert dann ein Fluoreszenzbild des Objekts. Zum anderen dient das das Beobachtungsfilter in dem Durchlass-Bereich D I / 0 passierende Licht zur Normallichtbeleuchtung des Objekts, so dass der Benutzer über die Okulare 16, 17 mit seinen Augen 18, 19 das Objekt direkt beobachten kann. Ebenso kann die Kamera 32 ein Normallichtbild des Objekts detektieren.
Bei Beleuchtung alleine mit dem Licht, welches das Beleuchtungsfilter in dem Durchlass-Bereich D I / 0 durchsetzt, würde das Objekt bei Betrachtung mit dem Auge in einem stark verfälschten Farbeindruck erscheinen, da aufgrund der Sperr-Bereiche des Beleuchtungsfilters S I / 1 und S I / 2 wesentliche Teile des sichtbaren Spektrums fehlen. Bei einem herkömmlichen Beobachtungssystem zur Fluoreszenzbeleuchtung weist ein Beleuchtungsfilter einen einzigen Sperr-Bereich auf, der sich in der Darstellung der 2 von der Wellenlänge λ I / 1l bis zur Wellenlänge λ I / 2h erstrecken würde. Bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel werden im Beleuchtungsfilter zwei Sperr-Bereiche S I / 1 und S I / 2 eingesetzt, welche nicht überlappen und zwischen denen der Durchlass-Bereich D I / 1 vorgesehen ist. Dieser dient dazu, das Objekt mit Licht für die Normallichtbeobachtung zu beleuchten. Bei geeigneter Wahl dieses Durchlass-Bereichs D I / 1 kann der Farbeindruck des Objekts wesentlich verbessert werden und ein weißes Objekt kann nahezu weiß erscheinen. Der Durchlass-Bereich D I / 1 bietet damit einen wesentlichen Vorteil zur Verbesserung des Farbeindrucks des beobachteten Objekts im Normallichtbild. Der Durchlass-Bereichs D I / 1 führt auch dazu, dass bei diesen Wellenlängen das Beobachtungsfilter für die Fluoreszenzbeobachtung den entsprechenden Sperr-Bereich S O / 1 aufweisen muss, wodurch die detektierte Intensität an Fluoreszenzlicht reduziert wird. Dennoch wird der Vorteil der Verbesserung des Farbeindrucks bei der Normallichtbeobachtung erzielt. Auch der weitere Durchlass-Bereich D I / 2 des Beleuchtungsfilters dient dazu, das Objekt mit noch weiteren Wellenlängen zu beleuchten, um den Farbeindruck bei der Normallichtbeobachtung zu verbessern.
Gegenüber der vorangehenden Beschreibung, die zum Verständnis der Prinzipien des Filtersystems anhand der schematischen Darstellung der 2 erfolgt ist, können Filtersysteme mit diesen Prinzipien variiert werden. Beispielsweise kann der Durchlass-Bereich D I / 2 weggelassen werden, so dass sich der Sperr-Bereich S I / 2 bis zu der Wellenlänge 725 nm erstreckt. Ferner kann die Zahl der Durchlass-Bereiche D O / 1, D O / 2 des Beobachtungsfilters erhöht werden, wobei bei den Wellenlängen der dann entsprechend größeren Zahl von Sperr-Bereichen S O / 1, S O / 2, ... des Beobachtungsfilters Durchlass-Bereiche D I / 1, D I / 2, ... des Beleuchtungsfilters vorgesehen sind.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines optischen Filtersystems mit einem Beleuchtungsfilter und einem Beobachtungsfilter erläutert, welche für die Beobachtung einer Fluoreszenz von Protoporphyrin IX ausgelegt sind. Mit Hilfe der Fluoreszenz von Protoporphyrin IX können Gliome sichtbar gemacht werden. Hierzu wird einem Patienten vor einer Operation 5-ALA verabreicht, was einige Stunden nach der Verabreichung zu der gewünschten Fluoreszenz von Protoporphyrin IX führt.
Die Fluoreszenz von Protoporphyrin IX ist in 3 für Wellenlängen von 400 nm bis 775 nm dargestellt. Hierbei sind Intensitäten I(λ) in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ des Anregungsspektrums von Protoporphyrin IX durch eine gepunktete Linie 91 dargestellt, und Intensitäten I(λ) in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ des Emissionsspektrums von Protoporphyrin IX sind durch eine durchgezogene Linie 93 dargestellt. Beide Spektren sind hierbei so normiert, dass ihr Maximum 1,0 ist.
4 zeigt Graphen von Durchlasscharakteristiken eines Filtersystems, welches auf die Beobachtung der Fluoreszenz von Protoporphyrin IX ausgelegt ist. Im Unterschied zu der 2, wo die Transmission des Beleuchtungsfilters in einem oberen Teil der Figur und die Transmission des Beobachtungsfilters in einem unteren Teil der Figur schematisch dargestellt sind, sind in der 4 die Durchlasscharakteristik T^I des Beleuchtungsfilters dieses Filtersystems und die Durchlasscharakteristik T^O des Beobachtungsfilters dieses Filtersystems in einem Graphen gemeinsam dargestellt. Die Bezeichnungen für die Durchlass-Bereiche und die Sperr-Bereiche der jeweiligen Durchlasscharakteristiken entsprechen denen der 2.
Das Beobachtungsfilter weist Sperr-Bereiche S O / 0 und S O / 1 und Durchlass-Bereiche D O / 1 und D O / 2 auf.
Der Sperr-Bereich S O / 0 liegt in einem Wellenlängenbereich 380 nm < λ < λ O / 1l, mit λ O / 1l = 625 nm.
Der Durchlass-Bereich D O / 1 liegt in einem Wellenlängenbereich λ O / 1l < λ < λ O / 1h, mit λ O / 1h = 650 nm.
Der Sperr-Bereich S O / 1 liegt in einem Wellenlängenbereich λ O / 1h < λ < λ O / 2l, mit λ O / 2l = 695 nm.
Der Durchlass-Bereich D O / 2 liegt in einem Wellenlängenbereich λ O / 2l < λ < 725 nm.
Das Beleuchtungsfilter weist Durchlass-Bereiche D I / 0 und D I / 1 und Sperr-Bereiche S I / 1 und S I / 2 auf.
Der Durchlass-Bereich D I / 0 liegt in einem Wellenlängenbereich 380 nm < λ < λ I / 1l, mit λ I / 1l = 615 nm.
Der Sperr-Bereich S I / 1 liegt in einem Wellenlängenbereich λ I / 1l < λ < λ I / 1h, mit λ I / 1h = 660 nm.
Der Durchlass-Bereich D I / 1 liegt in einem Wellenlängenbereich λ I / 1h < λ < λ I / 2l, mit λ I / 2l = 685 nm.
Der Sperr-Bereich S I / 2 liegt in einem Wellenlängenbereich λ I / 2l < λ < 725 nm.
Das Beleuchtungsfilter weist ferner einen Bereich R^I zwischen 465 nm und 540 nm innerhalb des Durchlass-Bereichs D I / 0 auf, in welchem der Transmissionsgrad auf einen Wert von etwa 0,62 reduziert ist. Hierdurch wird die Menge an grünem Licht, die auf das Objekt gelangt, etwas reduziert, was dazu führt, dass der Farbeindruck des Objekts in der Normallichtbeobachtung weiter verbessert wird.

Claims

Optisches Filtersystem für eine Fluoreszenzbeobachtung, wobei das Filtersystem ein Beleuchtungsfilter (I) und ein Beobachtungsfilter (O) umfasst; wobei das Beobachtungsfilter (O) in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 725 nm folgende Durchlasscharakteristik aufweist: wenigstens zwei nicht überlappende Durchlass-Bereiche (D O / 1, D O / 2) des Beobachtungsfilters (O), wobei ein jeder dieser Durchlass-Bereiche zwischen einer ersten Wellenlänge (λ O / 1l, λ O / 2l) und einer zweiten Wellenlänge (λ O / 1h, λ O / 2h) einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der größer ist als ein erster Wert (W₁); und mehrere Sperr-Bereiche (S O / 0, S O / 1) des Beobachtungsfilters (O), deren Zahl gleich einer Zahl der Durchlass-Bereiche (D O / 1, D O / 2) des Beobachtungsfilters (O) ist, nämlich einen ersten Sperr-Bereich (S O / 0) des Beobachtungsfilters (O), der zwischen 380 nm und einer kleinsten (λ O / 1l) der ersten Wellenlängen (λ O / 1l, λ O / 2l) der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche (D O / 1, D O / 2) des Beobachtungsfilters (O) einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der kleiner ist als ein zweiter Wert (W₂); und wenigstens einen weiteren Sperr-Bereich (S O / 1) des Beobachtungsfilters (O), wobei ein jeder der weiteren Sperr-Bereiche (S O / 1) zwischen der zweiten Wellenlänge (λ O / 1h) eines (D O / 1) der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche des Beobachtungsfilters und der ersten Wellenlänge (λ O / 2l) eines weiteren (D O / 2) der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche (D O / 1, D O / 2) des Beobachtungsfilters (O) einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der kleiner ist als ein dritter Wert (W₃); wobei das Beleuchtungsfilter (I) in dem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 725 nm folgende Durchlasscharakteristik aufweist: mehrere Durchlass-Bereiche (D I / 0, D I / 1) des Beleuchtungsfilters (I), deren Zahl gleich der Zahl der Sperr-Bereiche (S O / 0, S O / 1) des Beobachtungsfilters (O) ist, nämlich einen ersten Durchlass-Bereich (D I / 0) des Beleuchtungsfilters (I), der zwischen 380 nm und einer Wellenlänge (λ I / 1l), die kleiner ist als die kleinste (λ O / 1l) der ersten Wellenlängen (λ O / 1l, λ O / 2l) der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche (D O / 1, D O / 2) des Beobachtungsfilters (O), einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der größer ist als ein vierter Wert (W₄); und weitere Durchlass-Bereiche (D I / 1) des Beleuchtungsfilters (I), wobei ein jeder der weiteren Durchlass-Bereiche (D I / 1) zwischen einer Wellenlänge (λ I / 1h), die größer ist als die zweite Wellenlänge (λ O / 1h) eines Durchlass-Bereichs (D O / 1) des Beobachtungsfilters (O), und einer Wellenlänge (λ I / 2l), die kleiner ist als die erste Wellenlänge (λ O / 2l) eines weiteren Durchlass-Bereichs (D O / 2) des Beobachtungsfilters (O), einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der größer ist als ein fünfter Wert (W₅); und mehrere Sperr-Bereiche (S I / 1, S I / 2) des Beleuchtungsfilters (I), deren Zahl gleich der Zahl der Durchlass-Bereiche (D O / 1, D O / 2) des Beobachtungsfilters (O) ist, wobei ein jeder der Sperr-Bereiche (S I / 1, S I / 2) des Beleuchtungsfilters (I) zwischen der Wellenlänge (λ I / 1l, λ I / 2l), die kleiner ist als die erste Wellenlänge (λ O / 1l, λ O / 2l) eines der Durchlass-Bereiche (D O / 1, D O / 2) des Beobachtungsfilters (O), und der Wellenlänge (λ I / 1h, λ I / 2h), die größer ist als die zweite Wellenlänge (λ O / 1h, λ O / 2h) dieses Durchlass-Bereichs (D O / 1, D O / 2) des Beobachtungsfilters (O), einen mittleren Transmissionsgrad aufweist, der kleiner ist als ein sechster Wert (W₆).
Optisches Filtersystem nach Anspruch 1, wobei der erste Wert (W₁) größer als 0,7, insbesondere größer als 0,8 und insbesondere größer als 0,9 ist.
Optisches Filtersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Wert (W₂) kleiner als 0,3, insbesondere kleiner als 0,2 und insbesondere kleiner als 0,1 ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der dritte Wert (W₃) kleiner als 0,3, insbesondere kleiner als 0,2 und insbesondere kleiner als 0,1 ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite Wert (W₂) kleiner als der dritte Wert (W₃) ist, wobei der zweite Wert (W₂) insbesondere 2 Mal kleiner als der dritte Wert (W₃) ist, und wobei der zweite Wert (W₂) insbesondere 5 Mal kleiner als der dritte Wert (W₃) ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der vierte Wert (W₄) und/oder der fünfte Wert (W₅) größer als 0,7, insbesondere größer als 0,8 und insbesondere größer als 0,9 ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der sechste Wert (W₆) kleiner als 0,3, insbesondere kleiner als 0,2 und insbesondere kleiner als 0,1 ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei gilt:
wobei T^O(λ) der Transmissionsgrad des Beobachtungsfilters in Abhängigkeit von der Wellenlänge ist und T^I(λ) der Transmissionsgrad des Beleuchtungsfilters in Abhängigkeit von der Wellenlänge ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Zahl der Durchlass-Bereiche (D O / 1, D O / 2) des Beobachtungsfilters (O) gleich zwei ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei gilt: 610 nm ≤ λ O / 1l ≤ 640 nm, insbesondere 620 nm ≤ λ O / 1l ≤ 630 nm, wobei λ O / 1l die erste Wellenlänge eines ersten der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei gilt: 630 nm ≤ λ O / 1h ≤ 670 nm, insbesondere 640 nm ≤ λ O / 1h ≤ 660 nm, wobei λ O / 1h die zweite Wellenlänge eines ersten der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei gilt: 10 nm ≤ λ O / 1h – λ O / 1l ≤ 60 nm, insbesondere 20 nm ≤ λ O / 1h – λ O / 1l ≤ 40 nm wobei λ O / 1l die erste Wellenlänge und λ O / 1h die zweite Wellenlänge eines ersten der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei gilt: 680 nm ≤ λ O / 2l ≤ 710 nm, insbesondere 690 nm ≤ λ O / 2l ≤ 700 nm, wobei λ O / 2l die erste Wellenlänge eines zweiten der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei gilt: 10 nm ≤ λ O / 2h – λ O / 2l ≤ 60 nm, insbesondere 20 nm ≤ λ O / 2h – λ O / 2l ≤ 40 nm wobei λ O / 2l die erste Wellenlänge und λ O / 2h die zweite Wellenlänge eines zweiten der wenigstens zwei Durchlass-Bereiche ist.
Optisches Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Beleuchtungsfilter in einem Bereich (R^I) zwischen 440 nm und 560 nm, insbesondere zwischen 465 nm und 540 nm, einen Wellenlängenbereich aufweist, dessen Breite größer als 45 nm ist und in dem der Transmissionsgrad des Beleuchtungsfilters kleiner als 0,80, insbesondere kleiner als 0,70 und insbesondere kleiner als 0,65 ist ist.
Optisches Filtersystem nach Anspruch 15, wobei die Breite des Wellenlängenbereichs größer als 60 nm ist.
Fluoreszenzbeobachtungssystem, umfassend: eine Lichtquelle, welche einen Lichtstrahl zur Beleuchtung eines Objektfeldes erzeugt, welches einen fluoreszierenden Stoff enthält; eine erste Kamera zur Detektion eines Fluoreszenzbildes des Objektfelds; und ein optisches Filtersystem, welches Beobachtungsfilter (O) und ein Beleuchtungsfilter (I) umfasst; wobei das Beleuchtungsfilter (I) in einem Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Objektfeld angeordnet ist; wobei das Beobachtungsfilter (O) in einem Strahlengang zwischen dem Objektfeld und der ersten Kamera angeordnet ist; und wobei das optische Filtersystem das optische Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ist.
Fluoreszenzbeobachtungssystem nach Anspruch 17, ferner umfassend eine zweite Kamera zur Detektion eines Normallichtbildes des Objektfeldes.
Fluoreszenzbeobachtungssystem nach Anspruch 18, ferner umfassend eine erste Anzeigevorrichtung, die dazu konfiguriert ist, das von der ersten Kamera detektierte Fluoreszenzbild und das von der zweiten Kamera detektierte Normallichtbild in einer Überlagerung darzustellen.
Fluoreszenzbeobachtungssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 19, ferner umfassend eine Abbildungsoptik, welche dazu konfiguriert ist, das Objektfeld über wenigstens ein Okular abzubilden.
Fluoreszenzbeobachtungssystem nach Anspruch 20, ferner umfassend eine zweite Anzeigevorrichtung, die dazu konfiguriert ist, das von der ersten Kamera detektierte Fluoreszenzbild in einen Strahlengang der Abbildungsoptik einzublenden.
Verwendung des optischen Filtersystems nach einem der Ansprüche 1 bis 16 und/oder Fluoreszenzbeobachtungssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 21 zusammen mit Protoporphyrin IX als den fluoreszierenden Stoff.