DE102014015225A1 - Method for contrast-agent-based, multimodal fundus imaging - Google Patents

Method for contrast-agent-based, multimodal fundus imaging Download PDF

Info

Publication number
DE102014015225A1
DE102014015225A1 DE102014015225.1A DE102014015225A DE102014015225A1 DE 102014015225 A1 DE102014015225 A1 DE 102014015225A1 DE 102014015225 A DE102014015225 A DE 102014015225A DE 102014015225 A1 DE102014015225 A1 DE 102014015225A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
modality
detected
contrast agent
abnormalities
coordinates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102014015225.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Christoph Russmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Meditec AG
Original Assignee
Carl Zeiss Meditec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Meditec AG filed Critical Carl Zeiss Meditec AG
Priority to DE102014015225.1A priority Critical patent/DE102014015225A1/en
Publication of DE102014015225A1 publication Critical patent/DE102014015225A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/12Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/14Arrangements specially adapted for eye photography

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrastmittel-basierten, multimodalen Fundus-Bildgebung. Dazu werden interessierende Regionen des betreffenden Auges zu verschiedenen Zeitpunkten und/oder unter verschiedenen Bedingungen mittels bildgebender Verfahren aufgenommen, analysiert und für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach Injektion eines Kontrastmittels mit einer ersten Modalität ein Bild(er) zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften aufgenommen und Auffälligkeiten in bestimmten Regionen die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert und registriert. Im Anschluss daran werden als zweite Modalität Schnittbilder an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeiten aufgenommen und hinsichtlich Schichtdicken und Abstände ausgewertet. Die Ergebnisse werden zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert. Das hier vorgeschlagene Verfahren ist in Abhängigkeit der entsprechenden Erkennungssubstanzen sowohl für die Diagnose von altersbedingter Makuladegeneration, als auch zur Diagnose anderer Erkrankungen des Auges, wie beispielsweise Diabetische Retinopathie, Morbus Alzheimer oder anderer neurodegenerativer Erkrankungen geeignet.The present invention relates to a method for contrast agent-based, multimodal fundus imaging. For this purpose, regions of interest of the eye in question are recorded at different times and / or under different conditions by means of imaging techniques, analyzed and stored for diagnosis and / or follow-up examinations. In the method according to the invention, after injection of a contrast agent with a first modality, an image (s) for displaying the fluorescence properties is recorded and abnormalities in certain regions that could indicate a pathological change are detected and registered. Subsequently, sectional images are taken at the coordinates of the detected abnormalities as a second modality and evaluated with respect to layer thicknesses and distances. The results are saved together with the recording time and their coordinates for diagnosis and / or follow-up examinations. The method proposed here is suitable for the diagnosis of age-related macular degeneration, as well as for the diagnosis of other diseases of the eye, such as diabetic retinopathy, Alzheimer's disease or other neurodegenerative diseases, depending on the respective recognition substances.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrastmittel-basierten, multimodalen Fundus-Bildgebung. Dazu werden interessierende Regionen des betreffenden Auges zu verschiedenen Zeitpunkten und/oder unter verschiedenen Bedingungen mittels bildgebender Verfahren aufgenommen, analysiert und für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert.The present invention relates to a method for contrast agent-based, multimodal fundus imaging. For this purpose, regions of interest of the eye in question are recorded at different times and / or under different conditions by means of imaging techniques, analyzed and stored for diagnosis and / or follow-up examinations.

In der Medizin gibt es eine Vielzahl von Methoden, den Körper, einzelne Organe oder Gewebe des Menschen darzustellen. Da die verschiedenen Verfahren jeweils nur einen Aspekt der Anatomie oder Biochemie des menschlichen Körpers erfassen können, sollten klinische Diagnosen auf Bildinformationen verschiedener Modalitäten basieren.In medicine, there are a variety of methods to represent the body, individual organs or tissues of humans. Since the different methods can each capture only one aspect of the anatomy or biochemistry of the human body, clinical diagnoses should be based on image information of various modalities.

Nach dem bekannten Stand der Technik kommen in der Ophthalmologie neben ultraschallbasierten Verfahren hauptsächlich optische Verfahren zur Bildgebung zum Einsatz. Hierbei bietet es sich an die Color- oder Fluoreszenzbildgebung, die beispielsweise mit Hilfe von OPMI-Geräten, Funduskameras oder Laserophthalmoskopen realisiert werden kann mit der optischen Kohärenztomographie (OCT) zu kombinieren.According to the known state of the art, optical methods for imaging are used in ophthalmology in addition to ultrasound-based methods. In this case, it is useful to combine color or fluorescence imaging, which can be realized for example with the aid of OPMI devices, fundus cameras or laser ophthalmoscopes, with optical coherence tomography (OCT).

So beschreibt die US 7,971,999 B2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung der Netzhaut, basierend auf zweidimensionalen Bildern der Netzhaut. Für eine möglichst umfassende Untersuchung und Diagnose der Netzhaut des Auges werden hier ebene Bildern mit Tiefenschnittbilder der Netzhaut kombiniert. Zur Auswertung werden diese gleichzeitig oder nacheinander mittels einer oder einer Vielzahl von Anzeigeeinheiten, wie Monitore oder Displays angezeigt. Nachteilig wirkt sich aus, dass mit dem hier beschriebenen multimodalen, bildgebenden Verfahren weder die Detektion von frühen, molekularen Veränderungen noch die Visualisierung von besonders kleinen Veränderungen („Feeder Vessels”) möglich ist.That's how it describes US 7,971,999 B2 a retinal examination method and apparatus based on two-dimensional images of the retina. For the widest possible examination and diagnosis of the retina of the eye, planar images with depth sectional images of the retina are combined here. For evaluation, these are displayed simultaneously or successively by means of one or a plurality of display units, such as monitors or displays. A disadvantage is that with the multimodal imaging method described here neither the detection of early, molecular changes nor the visualization of particularly small changes ("feeder vessels") is possible.

Eine Lösung zur automatischen Erkennung von altersbedingter Makuladegeneration und anderen Netzhautanomalien wird in der US 2011/242306 A1 beschrieben. Dabei werden aus den Daten eines Retinascanners basierend auf einem oder mehreren gesunden Bereichen retinale Anomalien detektiert und analysiert.A solution for the automatic detection of age-related macular degeneration and other retinal abnormalities is described in US Pat US 2011/242306 A1 described. Retinal abnormalities are detected and analyzed based on one or more healthy areas from the data of a retinal scanner.

Die US 7,593,559 B2 beschreibt ein Verfahren und ein System zur Ko-Registrierung optischer, kohärenztomographischer Volumenscans (OCT) mit anderen klinischen Tests.The US 7,593,559 B2 describes a method and system for co-registration of optical coherence tomographic volume scans (OCTs) with other clinical tests.

Sowohl dieses Verfahren als auch das in der US 2011/242306 A1 beschriebene Verfahren zur automatischen Erkennung von altersbedingter Makuladegeneration, als auch erlauben nicht die Detektion von molekularen oder zellulären Veränderungen oder sehr kleiner „Feeder Vessel” und das „Führen” des nachfolgenden OCT-Scans in der so identifizierten Region (Region-of-Interest: ROI).Both this method and that in the US 2011/242306 A1 described methods for the automatic detection of age-related macular degeneration, as well as do not allow the detection of molecular or cellular changes or very small "feeder vessel" and the "leading" of the subsequent OCT scan in the region thus identified (region-of-interest: ROI ).

Keine der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen beschreibt die Verwendung eines Kontrastmittels, welches verschiedene kontrasterzeugende physikalische Effekte verwendet.None of the solutions known from the prior art describes the use of a contrast agent which uses various contrasting physical effects.

Mit der nach dem Stand der Technik bekannten Diagnostik ist eine genaue Klassifizierung der unterschiedlichen Phasen einer Erkrankung an altersbedingter Makuladegeneration und damit auch die frühzeitige Einleitung geeigneter therapeutischen Maßnahmen nicht möglich.With the diagnostics known from the prior art, a precise classification of the different phases of a disease of age-related macular degeneration and thus also the early initiation of suitable therapeutic measures is not possible.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur retinalen Bildgebung zu entwickeln, welches auf Bilddaten verschiedener Modalitäten basiert und mit der die Erkrankungen bzw. das Risiko einer Erkrankung schon frühzeitig diagnostiziert werden kann.The object of the present invention is to develop a method for retinal imaging which is based on image data of various modalities and with which the diseases or the risk of a disease can be diagnosed at an early stage.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Verfahren zur Kontrastmittelbasierten, multimodalen Fundus-Bildgebung, basierend auf Bildsätzen des betreffenden Auges; die zu verschiedenen Zeitpunkten und/oder unter verschiedenen Bedingungen mittels bildgebender Verfahren aufgenommen wurden, dadurch gelöst, dass nach Injektion eines Kontrastmittels, zur Darstellung molekularer Pathologien, zellulärer Eigenschaften oder Gefäßen, ein Bild mit der ersten Modalität zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften aufgenommen wird, dass in diesem ersten Bild Auffälligkeiten die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert werden, dass die detektierten Auffälligkeiten bzw. die betroffene Region (Region-of-Interest: ROI) registriert werden, dass als zweite Modalität Schnittbilder an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeiten (ROI) aufgenommen werden, dass die Schnittbilder der zweiten Modalität hinsichtlich Schichtdicken und Abstände auswertet werden und die Ergebnisse zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert werden.According to the invention, this object is achieved with the method for contrast agent-based, multimodal fundus imaging, based on image sets of the relevant eye; which were recorded at different points in time and / or under different conditions by means of imaging methods, achieved in that after injection of a contrast agent, for imaging molecular pathologies, cellular properties or vessels, an image is taken with the first modality for displaying the fluorescence properties that in In this first picture, abnormalities that may indicate a pathological change, it can be detected that the detected abnormalities or the affected region (region-of-interest: ROI) are registered, that as a second modality, sectional images at the coordinates of the detected abnormalities (ROI) be recorded that the sectional images of the second modality with regard to layer thicknesses and distances are evaluated and the results are stored together with the recording time and their coordinates for diagnoses and / or follow-up examinations.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Preferred developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Obwohl das hier vorgeschlagene Verfahren zur Kontrastmittel-basierten, multimodalen Fundus-Bildgebung im Folgenden für die Diagnose von altersbedingter Makuladegeneration (AMD) beschrieben wird ist es grundsätzlich auch für die Diagnose anderer Erkrankungen des Auges, wie beispielsweise Diabetische Retinopathie (DR) und Morbus Alzheimer sowie anderer neurodegenerativer Erkrankungen geeignet. Voraussetzung dafür ist, dass die entsprechenden Erkennungssubstanzen für die Pathologien mit einem geeigneten Kontrastmittel markiert werden können.Although the method proposed herein for contrast agent-based, multimodal fundus imaging is described below for the diagnosis of age-related macular degeneration (AMD), it is basically also for the diagnosis of other diseases of the eye, such as diabetic retinopathy (DR) and Morbus Alzheimer's and other neurodegenerative diseases suitable. The prerequisite for this is that the corresponding recognition substances for the pathologies can be marked with a suitable contrast agent.

Biomarker sind messbare Produkte von Organismen, die als Indikatoren z. B. für Umweltbelastungen oder Krankheiten herangezogen werden.Biomarkers are measurable products of organisms that can be used as indicators for B. be used for environmental pollution or diseases.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dazu zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments. To show:

1: die multimodale Fundus-Bildgebung unter Verwendung eines Kontrastmittels mit molekularen, zellulären oder gewebespezifischen Eigenschaften, 1 : multimodal fundus imaging using a contrast agent with molecular, cellular or tissue-specific properties,

2: die multimodale Fundus-Bildgebung unter Verwendung eines Kontrastmittels mit hohen Signalstärken und/oder einem langen diagnostischen Fenster und 2 : multimodal fundus imaging using a contrast agent with high signal strengths and / or a long diagnostic window and

3: die multimodale Fundus-Bildgebung unter Verwendung eines Kontrastmittels mit Fluoreszenz- und Absorptions- bzw. Streueigenschaften. 3 : Multimodal fundus imaging using a contrast agent with fluorescence and absorption or scattering properties.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Kontrastmittel-basierten, multimodalen Fundus-Bildgebung basiert auf Bildsätzen des betreffenden Auges verschiedener Modalitäten, die zu verschiedenen Zeitpunkten und/oder unter verschiedenen Bedingungen mittels bildgebender Verfahren aufgenommen wurden. Erfindungsgemäß wird nach Injektion eines Kontrastmittels mit einer ersten Modalität ein Bild(er) zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften aufgenommen, mit dieser ersten Modalität Auffälligkeiten in bestimmten Regionen (engl. Region-of-Interest; Abk. ROI) die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert und registriert. Im Anschluss daran werden als zweite Modalität Schnittbilder an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeiten aufgenommen und hinsichtlich Schichtdicken und Abstände ausgewertet. Die Ergebnisse werden zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert.The proposed method for contrast-based, multimodal fundus imaging is based on image sets of the subject eye of various modalities recorded at different times and / or under different conditions by means of imaging techniques. According to the invention, after injection of a contrast medium with a first modality, an image (s) for displaying the fluorescence properties is recorded, with this first modality abnormalities in certain regions (English: region-of-interest, abbreviated ROI) which could indicate a pathological change. detected and registered. Subsequently, sectional images are taken at the coordinates of the detected abnormalities as a second modality and evaluated with respect to layer thicknesses and distances. The results are saved together with the recording time and their coordinates for diagnosis and / or follow-up examinations.

Die Ergebnisse werden zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert.The results are saved together with the recording time and their coordinates for diagnosis and / or follow-up examinations.

Hierbei erweist es sich unter Umständen als problematisch, dass sich die spezifische und sensitive Detektion von krankheitsspezifischen Biomarker im „en face”-Bild oft als schwierig gestaltet, da viele Pathologien, wie beispielsweise Entzündungen, Neoplasien oder Neovaskularisationen, in der Frühphase mit Standardverfahren nicht detektierbar sind, da diese nur morphologische Veränderungen darstellen können. Dadurch wird die Festlegung einer Region-of-Interest für die nachfolgende Analyse mit dem tomographischen Verfahren erheblich erschwert.In some cases, it proves to be problematic that the specific and sensitive detection of disease-specific biomarkers in the "en face" image is often difficult because many pathologies, such as inflammation, neoplasia or neovascularization, in the early phase undetectable by standard methods are, because these can only represent morphological changes. This considerably complicates the determination of a region-of-interest for the subsequent analysis with the tomographic method.

Eine weitere Schwierigkeit ist darin zu sehen, dass die auf verschiedenen bildgebenden Verfahren beruhenden multimodalen Informationen oft nicht direkt korrelierbar sind, da z. B. ein Fluoreszenzsignal im „en face”-Bild in der Regel nicht direkt einem OCT-Signal im Schnittbild zu zuordnen ist.Another difficulty is that multimodal information based on different imaging techniques is often not directly correlatable, e.g. As a fluorescence signal in the "en face" image usually is not directly associate with an OCT signal in the sectional view.

Erfindungsgemäß werden mindestens 2 Bilder (Schnittbilder) von unterschiedlichen Modalitäten aufgenommen, wobei diese wenigstens teilweise gleiche Areale beinhalten müssen.According to the invention, at least two images (sectional images) of different modalities are taken, these having to include at least partially equal areas.

Weiterhin ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren eine Genauigkeit für die Registrierung der multimodalen Fundus-Bildgebung von < 100 μm, vorzugsweise < 50 μm erforderlich.Furthermore, in the proposed method an accuracy for the registration of the multimodal fundus imaging of <100 microns, preferably <50 microns required.

Für die Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften werden optische, bildgebende Verfahren verwendet, wobei Funduskameras, Operationsmikroskope, Endoskope, Linienscanner oder konfokaler Laserscanner zur Anwendung kommen.For imaging the fluorescence properties, optical imaging techniques are used, using fundus cameras, surgical microscopes, endoscopes, line scanners, or confocal laser scanners.

Im Gegensatz dazu sind zur Aufnahme von Schnittbildern sowohl optische, bildgebende Verfahren – wie Mikroskopie- und die photoakustikische Bildgebung- als auch auf Röntgenstrahlung, Ultraschall, Magnetresonanz, radioaktive Tracer basierende Verfahren anwendbar.In contrast, both optical imaging techniques - such as microscopy and photoacoustic imaging - as well as X-ray, ultrasound, magnetic resonance, radioactive tracer-based methods are applicable to capture slices.

Für die Aufnahme Fluoreszenzbilder ist selbstverständlich entscheidend, dass das bildgebende Verfahren auf das verwendete Kontrastmittel abgestimmt ist.For the recording fluorescence images is of course crucial that the imaging process is tailored to the contrast agent used.

Erfindungsgemäß kommen hierbei Kontrastmittel zum Einsatz, die entweder:

  • • molekulare, zelluläre oder gewebespezifische Eigenschaften aufweisen oder,
  • • eine hohe Signalstärken und/oder ein langes diagnostisches Fenster aufweisen, welche auch die Identifizierung von kleinen Veränderungen erlaubt oder
  • • Fluoreszenzeigenschaften in Kombination mit Absorptions- bzw. Streueigenschaften aufweisen, welche den Einsatz als Kontrastmittel in der Bildgebung von Schnittbildern erlauben.
According to the invention, contrast agents are used which either:
  • Have molecular, cellular or tissue-specific properties or
  • • have a high signal strength and / or a long diagnostic window, which also allows the identification of small changes or
  • • Have fluorescence properties in combination with absorption or scattering properties, which allow the use as a contrast agent in the imaging of sectional images.

Insbesondere werden hierbei Kontrastmittel verwendet,

  • • dessen Fluoreszenzfarbstoff (Indocyanin Grün, Fluoreszein, Quantumdot) in eine mizellären Struktur oder ein viralen Vektor integriert ist (z. B. Solutol, Phospholipid-Polyethylen-Glycol, Polyglycerol-Sulfate) oder ohne „Hüllsubstanz” ist,
  • • dessen Fluoreszenzfarbstoff an ein Antikörper, Antikörperfragment, Protein, Apatamer, DNA-Molekül oder RNA-Molekül gebunden ist oder selbst molekulare, zelluläre oder gewebespezifische Eigenschaften aufweist,
  • • die über ein endogenes oder exogenen fluoreszierenden Molekül verfügen.
In particular, contrast agents are used here,
  • • whose fluorescent dye (indocyanine green, fluorescein, quantum dot) is integrated into a micellar structure or a viral vector (eg solutol, phospholipid-polyethylene-glycol, polyglycerol sulfates) or without "shell substance",
  • The fluorescent dye of which is bound to an antibody, antibody fragment, protein, apatamer, DNA molecule or RNA molecule or which itself has molecular, cellular or tissue-specific properties,
  • • have an endogenous or exogenous fluorescent molecule.

Einer bevorzugten Ausgestaltung entsprechend wird ein Fluoreszenzfarbstoff verwendet, der eine Anregungswellenlänge zwischen 750 und 1100 nm, bevorzugt zwischen 750 und 800 nm aufweist.According to a preferred embodiment, a fluorescent dye is used which has an excitation wavelength between 750 and 1100 nm, preferably between 750 and 800 nm.

Zur Analyse und Auswertung der Kontrastmittel-basierten, multimodalen Fundus-Bilder wird ein Computer verwendet, der zur Darstellung der Bilder sowie der Ergebnisse über ein Display verfügen sollte. Vorzugsweise ist der Computer in das Gerät zur Fundus-Bildgebung integriert und realisiert auch die Registrierungsalgorithmen, wobei sich die Art des verwendeten Registrierungsalgorithmus dabei von der verwendeten Bildmodalität(en) abhängen kann.For the analysis and evaluation of the contrast agent-based, multimodal fundus images, a computer is used which should display the images as well as the results on a display. Preferably, the computer is integrated into the device for fundus imaging and also realizes the registration algorithms, wherein the type of registration algorithm used may depend on the image modality (s) used.

Im Rahmen der Bildverarbeitung und -auswertung können beispielsweise folgende aus dem Stand der Technik bekannte Algorithmen zur Anwendung kommen:

  • – Algorithmen zur Extraktion von Low-Level-Merkmalen, wie z. B.
  • – Farbe
  • – Form
  • – Textur
  • – Orientierung
  • – Gradientenverteilung (Histogram of Oriented Gradients)
  • – Algorithmen zur Extraktion von Kontextmerkmalen
  • – Algorithmen zur Inferenz in graphischen Modellen, z. B.
  • – GraphCut
  • – Belief Propagation in unterschiedlichen Ausprägungen
  • – Mean Field Inferenz
  • – Gibbs sampling
  • – Statistischer Klassifikator, z. B.
  • – Nearest Neighbor
  • – Support Vector Machine
  • – Random Forests
  • – Boosting (AdaBoost, GentleBoost).
In the context of image processing and evaluation, for example, the following algorithms known from the prior art can be used:
  • - Algorithms for the extraction of low-level features, such. B.
  • - Colour
  • - Shape
  • - texture
  • - Orientation
  • - Gradient Distribution (Histogram of Oriented Gradients)
  • - Algorithms for the extraction of context features
  • - Algorithms for inference in graphical models, eg. B.
  • - GraphCut
  • - Belief propagation in different forms
  • - Mean Field Inference
  • - Gibbs sampling
  • - Statistical classifier, e.g. B.
  • - Nearest Neighbor
  • - Support Vector Machine
  • - Random Forests
  • - Boosting (AdaBoost, GentleBoost).

Für die Registrierung der detektierten Auffälligkeiten (ROI) werden bekannte Algorithmen verwendet, wobei diese von den verwendeten Bildmodalitäten abhängig sind. So können rigide und/oder nicht-rigide Ansätze in Kombination mit beliebigen Distanzmaßen zum Einsatz kommen, wie beispielsweise:

  • • „Block-matching via cross-correlation”;
  • • „Key point matching with robust outlier rejection”;
  • • „Optimization with gradient descent methods”;
  • • „Optimization with variational methods” oder
  • • „Vessel segmentation, matching via cross-correlation”.
For the registration of detected abnormalities (ROI) known algorithms are used, these being dependent on the image modalities used. Thus, rigid and / or non-rigid approaches can be used in combination with any distance measures, such as:
  • • "Block-matching via cross-correlation";
  • • "Key point matching with robust outlier rejection";
  • • "Optimization with gradient descent methods";
  • • "Optimization with variational methods" or
  • • "Vessel segmentation, matching via cross-correlation".

Die hier dokumentierten Aufzählungen, sowohl die Kontrastmittel als auch die Registrierung betreffend sind lediglich beispielhaft und keinesfalls vollständig.The lists documented here, both the contrast agents and the registration concerning are merely exemplary and not complete.

Die folgenden Ausführungsbeispiele beschreiben die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Auges, welches an altersbedingte Makuladegeneration (AMD) erkrankt ist oder zumindest ein erhöhtes Risiko für eine derartige Erkrankung aufweist.The following exemplary embodiments describe the use of the method according to the invention with reference to an eye which is suffering from age-related macular degeneration (AMD) or at least has an increased risk of such a disease.

Unter dem Begriff Makuladegeneration wird eine Gruppe von Erkrankungen des Auges zusammengefasst, die den Punkt des schärfsten Sehens (Macula lutea) der Netzhaut betreffen und mit einem allmählichen Funktionsverlust der dort befindlichen Gewebe einhergehen. Die weitaus häufigste Form der Makuladegeneration ist die altersbedingte Makuladegeneration (AMD).The term macular degeneration is a group of diseases of the eye that affect the point of sharpest vision (macula lutea) of the retina and associated with a gradual loss of function of the tissues located there. By far the most common form of macular degeneration is age-related macular degeneration (AMD).

Die altersbedingte Makuladegeneration lässt sich anhand folgender Merkmale diagnostizieren:

  • • Drusenbildung,
  • • frühe entzündliche Prozesse,
  • • Expression vom Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF),
  • • Bildung von ersten „Feeder Vessel” (FV) und
  • • retinalen Einblutungen.
Age-related macular degeneration can be diagnosed by the following features:
  • • drusen formation,
  • • early inflammatory processes,
  • Expression of Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF),
  • • Formation of first "Feeder Vessel" (FV) and
  • • retinal bleeding.

Als Drusen bezeichnet man Ablagerungen von extrazellulärem Material unterhalb der Netzhaut. Sie kommen in allen Altersklassen vor, nehmen jedoch mit steigendem Lebensalter an Größe und Anzahl zu. Sie gelten als Frühform der altersbedingten Makuladegeneration. Drusen verursachen per se keine Einschränkung der Sehkraft, können jedoch zu Störungen der Farb- und Kontrastsensitivität führen.Drusen are deposits of extracellular material below the retina. They occur in all age groups, but increase in size and number with increasing age. They are considered as an early form of age-related macular degeneration. Druze does not cause any visual impairment per se, but may cause color and contrast sensitivity.

Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) ist ein wichtiges Signalmolekül, das sowohl in der Vaskulogenese als auch in der Angiogenese seine Wirkung entfaltet. Gefäßneubildungen werden für die Indikation der Feuchten Makuladegeneration verwendet.Vascular endothelial growth factor (VEGF) is an important signaling molecule that is effective in both vasculogenesis and angiogenesis. Vascular neoformations are used for the indication of wet macular degeneration.

Sich bildende sogenannte zuführenden Gefäße oder auch „Feeder Vessel” (FV) können ebenfalls ein Indiz für eine Feuchte Makuladegeneration sein. Besondere Formen dieser zuführenden Gefäße sind beispielsweise sogenannte Haarnadel-Gefäße oder auch „Hair Pins” bzw. sogenannte Perlenketten-Gefäße oder auch „Pearl Strings”.Forming so-called feeding vessels or "feeder vessel" (FV) may also be an indication of a wet macular degeneration. Special forms of these feeding vessels are For example, so-called hairpin vessels or "hair pins" or so-called pearl necklace vessels or "Pearl Strings".

Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Injektion eines Kontrastmittels mit molekularen, zellulären oder gewebespezifischen Eigenschaften mit der erste Modalität die Fluoreszenzeigenschaften dargestellt. In dieser ersten Modalität werden Auffälligkeiten (ROI) die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert und registriert. Im Anschluss daran werden mit der zweiten Modalität Schnittbilder an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeiten (ROI) aufgenommen und hinsichtlich Schichtdicken und Abständen auswertet. Die Ergebnisse werden zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert.According to a first embodiment of the method according to the invention, after injection of a contrast agent with molecular, cellular or tissue-specific properties with the first modality, the fluorescence properties are shown. In this first modality, abnormalities (ROI) that could indicate a pathological change are detected and registered. Subsequently, with the second modality, sectional images are taken at the coordinates of the detected conspicuousnesses (ROI) and evaluated with respect to layer thicknesses and distances. The results are saved together with the recording time and their coordinates for diagnosis and / or follow-up examinations.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in der ersten Modalität zwei Bilder, eines unmittelbar nach Injektion und ein weiteres nach Einwirken des Kontrastmittels aufgenommen und zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften voneinander abgezogen werden.In this case, it is particularly advantageous if, in the first modality, two images are taken, one immediately after injection and another after exposure to the contrast agent, and subtracted from each other to display the fluorescence properties.

Hierzu zeigt die 1 die multimodale Fundus-Bildgebung unter Verwendung eines Kontrastmittels mit molekularen, zellulären oder gewebespezifischen Eigenschaften.This shows the 1 multimodal fundus imaging using a contrast agent with molecular, cellular or tissue-specific properties.

Diese erste Ausgestaltung zeigt die Funktionalität des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel der Detektion pathologischer Veränderungen in der Retina mit Hilfe eines spezifischen Kontrastmittels. Unter pathologischen Veränderungen in der Retina sind beispielsweise Entzündungen, choroidale Neovaskularisationen oder Neoplasien sowie atrophische Areale zu verstehen.This first embodiment shows the functionality of the method according to the invention using the example of the detection of pathological changes in the retina with the aid of a specific contrast agent. Pathological changes in the retina include, for example, inflammation, choroidal neovascularization or neoplasia, as well as atrophic areas.

Die oberen beiden Abbildungen zeigen Bilder der ersten mit Hilfe einer Funduskamera oder Laserscanner aufgenommenen Bilder. Da das linke Bild unmittelbar nach Injektion aufgenommen wurde, zeigt es nur Kontrastmittel, welches noch unspezifisch durch die Gefäße fließt vergleichbar mit einer herkömmlichen Angiographie.The two images above show images of the first images taken using a fundus camera or laser scanner. Since the left image was taken immediately after injection, it shows only contrast medium, which still flows nonspecifically through the vessels comparable to a conventional angiography.

Das rechte, nach der spezifischen Anreicherung (engl.: „enrichment”) des Kontrastmittels aufgenommene Bild zeigt sowohl Reste vom Kontrastmittel in den Gefäßen als auch spezifisch gebundenes Kontrastmittel. Zur Darstellung der eigentlich interessierenden Fluoreszenzeigenschaften werden beide Bilder voneinander unter zur Hilfenahme entsprechender Algorithmen und Parameter abgezogen, was in dem darunter abgebildetem resultierendem Bild dargestellt ist. In diesem resultierenden Bild der ersten Modalität wurde eine Auffälligkeit (ROI) die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnte, detektiert und registriert.The right image, taken after the specific enrichment of the contrast agent, shows residues of the contrast agent in the vessels as well as specifically bound contrast agent. In order to display the fluorescence properties of interest, both images are subtracted from one another using algorithms and parameters which are shown in the resultant image below. In this resulting image of the first modality, an abnormality (ROI) that could indicate a pathological change was detected and registered.

Mit Hilfe einer Bildanalyse werden dann die Regionen (Region-of-interest) mit erhöhten Fluoreszenzsignalen identifiziert, wobei die Signalhöhe mindestens ein Faktor 2 (optimal größer als ein Faktor 3) als das Hintergrundsignal sein sollte. Optional können zusätzliche Klassifikatoren zur Merkmalsextraktion, wie beispielsweise morphologische Besonderheiten angewendet werden.By means of an image analysis, the regions (region-of-interest) are then identified with elevated fluorescence signals, wherein the signal height should be at least a factor 2 (optimally greater than a factor of 3) than the background signal. Optionally, additional classifiers for feature extraction, such as morphological peculiarities, can be applied.

Das nächste Bild zeigt als zweite Modalität ein Schnittbild an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeit (ROI), in welchem retinale Schichten selektiert und deren Dicken vermessen wurde. Als Schnittbild sind OCT-Scans in Form von B-Scans oder auch Volumenscans möglich.The next picture shows as a second modality a sectional image at the coordinates of the detected conspicuousness (ROI), in which retinal layers were selected and their thickness measured. As a cross section, OCT scans in the form of B-scans or volume scans are possible.

Die in der ROI vermessene retinale Schichtdicke wird mit der retinalen Schichtdicke außerhalb der ROI, also gesundem Gewebe verglichen. In dessen Ergebnis kann eine therapeutische Intervention, wie z. B. eine Medikamentengabe oder eine Lasertherapie abgeleitet werden.The retinal layer thickness measured in the ROI is compared with the retinal layer thickness outside the ROI, ie healthy tissue. As a result, a therapeutic intervention, such. B. a drug or laser therapy can be derived.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin die Eindringtiefe d sogenannter „feeder vessel” oder anderer krankhaften Veränderungen ins retinale Gewebe zu bestimmen und eine therapeutische Intervention abzuleiten.Another possibility is to determine the penetration depth d of so-called "feeder vessel" or other pathological changes into the retinal tissue and to derive a therapeutic intervention.

Die eine krankhafte Veränderung dokumentierenden Ergebnisse werden zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen in einem Computer gespeichert. Nachfolgeuntersuchungen dienen dabei sowohl der Kontrolle der Krankheitsprogression oder auch der Bestimmung der Wirksamkeit einer therapeutischen Intervention.The results documenting a pathological change are stored in a computer together with the time of acquisition and its coordinates for diagnoses and / or follow-up examinations. Follow-up examinations serve both to control the progression of the disease or to determine the efficacy of a therapeutic intervention.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Injektion eines Kontrastmittels mit hohen Signalstärken und/oder einem langen diagnostischen Fenster eine erste Modalität zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften aufgenommen, in dieser auch sehr geringfügige Auffälligkeiten die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, durch Merkmalsextraktion detektiert und registriert.According to a second embodiment of the method according to the invention, after injection of a contrast agent with high signal strengths and / or a long diagnostic window, a first modality for displaying the fluorescence properties is recorded, in which even very small abnormalities which could indicate a pathological change are detected and registered by feature extraction ,

Auch hier ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn in der ersten Modalität zwei Bilder, eines unmittelbar nach Injektion und ein weiteres nach Einwirken des Kontrastmittels aufgenommen und zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften unter zur Hilfenahme entsprechender Algorithmen und Parameter voneinander abgezogen werden.Here, too, it is particularly advantageous if, in the first modality, two images are taken, one immediately after injection and another after exposure to the contrast agent, and are subtracted from each other to display the fluorescence properties using appropriate algorithms and parameters.

Durch die erhöhten Fluoreszenzsignale des verwendeten Kontrastmittels sind auch sehr kleine, frühe pathologische Veränderungen der Morphologie, wie beispielsweise „Hair pin”-, „Feeder Vessel”- oder „Pearl String”-Strukturen gut sichtbar. Due to the increased fluorescence signals of the contrast agent used, even very small, early pathological changes in morphology, such as "hair pin", "feeder vessel" or "pearl string" structures, are clearly visible.

Zur Merkmalsextraktion werden bekannte Verfahren der Bildverarbeitung oder Algorithmen zur Extraktion von Low-Level-Merkmalen verwendet.For feature extraction, known methods of image processing or algorithms for extraction of low-level features are used.

Im Anschluss daran werden mit der zweiten bildgebenden Modalität Schnittbilder an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeiten (ROI) aufgenommen, hinsichtlich Schichtdicken und Abständen auswertet und die Ergebnisse zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert.Subsequently, the second imaging modality acquires sectional images at the coordinates of the detected conspicuousnesses (ROI), evaluates them with regard to layer thicknesses and distances and stores the results together with the acquisition time and their coordinates for diagnoses and / or follow-up examinations.

Hierzu zeigt die 2 die multimodale Fundus-Bildgebung unter Verwendung eines Kontrastmittels mit hohen Signalstärken und/oder einem langen diagnostischen Fenster.This shows the 2 multimodal fundus imaging using a contrast agent with high signal strengths and / or a long diagnostic window.

Auch diese zweite Ausgestaltung zeigt die Funktionalität des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel der Detektion von altersbedingter Makuladegeneration (AMD).This second embodiment also shows the functionality of the method according to the invention using the example of the detection of age-related macular degeneration (AMD).

Die oberste Abbildung zeigt Kontrastmittel, welches noch unspezifisch durch die Gefäße fließt vergleichbar mit einer herkömmlichen Angiographie sowie schon spezifisch gebundenes Kontrastmittel.The top picture shows contrast medium, which still flows unspecifically through the vessels comparable to a conventional angiography as well as specifically bound contrast agent.

Mit dieser ersten Modalität zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften wurde in einer Region-of-Interest (ROI) die sehr geringfügige Auffälligkeit in Form eines sogenannten „Pearl Strings” detektiert.With this first modality for displaying the fluorescence properties, the very slight conspicuousness in the form of a so-called "pearl string" was detected in a region of interest (ROI).

Die darunter angeordneter Abbildung zeigt das Bild der ersten Modalität, in dem die detektierte Auffälligkeiten in Form eines sogenannten „Pearl String” analysiert und registriert.The image below shows the image of the first modality in which the detected abnormalities are analyzed and registered in the form of a so-called "pearl string".

Das nächste Bild zeigt als zweite Modalität ein Schnittbild an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeit (ROI), in welchem retinale Schichtdicken selektiert und vermessen wurden. Als Schnittbild sind OCT-Scans in Form von B-Scan oder auch Volumenscans möglich.The next picture shows as a second modality a sectional image at the coordinates of the detected conspicuousness (ROI), in which retinal layer thicknesses were selected and measured. As a cross-sectional image, OCT scans in the form of B-scan or volume scans are possible.

Die eine krankhafte Veränderung dokumentierenden Ergebnisse werden zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen in einem Computer gespeichert. Nachfolgeuntersuchungen dienen dabei sowohl der Kontrolle der Krankheitsprogression oder auch der Bestimmung der Wirksamkeit einer therapeutischen Intervention.The results documenting a pathological change are stored in a computer together with the time of acquisition and its coordinates for diagnoses and / or follow-up examinations. Follow-up examinations serve both to control the progression of the disease or to determine the efficacy of a therapeutic intervention.

Gemäß einer dritten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Injektion eines Kontrastmittels mit Fluoreszenz- und Absorptions- bzw. Streueigenschaften mit der eine ersten Modalität ein Bild zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften aufgenommen.According to a third embodiment of the method according to the invention, an image for displaying the fluorescence properties is recorded after injection of a contrast agent with fluorescence and absorption or scattering properties with the first modality.

Mit dieser ersten Modalität werden Auffälligkeiten (ROI), die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert. Auf eine Registrierung der detektierten ROI kann bei dieser Ausgestaltung verzichtet werden.With this first modality, abnormalities (ROI) that could indicate a pathological change are detected. On a registration of the detected ROI can be omitted in this embodiment.

Im Anschluss daran werden als zweite Modalität Schnittbilder aufgenommen und ausgewertet, indem retinale Schichten selektiert und deren Abstände vermessen werden.Following this, sectional images are taken and evaluated as a second modality by selecting retinal layers and measuring their distances.

Das Kontrastmittel weist kontrastverändernde Eigenschaften für beide bildgebenden Verfahren auf. Somit wird bei dieser Ausgestaltung die Pathologie auch in den Schnittbildern der zweiten Modalität durch das Kontrastmittel direkt visualisiert. Es ist dadurch möglich eine Pathologie, wie beispielsweise CNV, Entzündungen oder Neoplasien, mit 2 verschiedenen, bildgebenden Modalitäten sichtbar zu machen und sich die diagnostischen Vorteile der jeweiligen Modalität zu Nutze zu machen.The contrast agent has contrast-altering properties for both imaging methods. Thus, in this embodiment, the pathology is also visualized directly in the sectional images of the second modality by the contrast agent. It is thereby possible to visualize pathology, such as CNV, inflammation or neoplasia, with 2 different imaging modalities and to take advantage of the diagnostic advantages of the particular modality.

Während die Fluoreszenz-Bildgebung bei einer hohen Sensitivität über ein großes „Field of Views” verfügt, welches das Auffinden von Pathologien auch in der Peripherie ermöglicht, realisiert die optische Kohärenztomographie Schnittbilder der Retina und erlaubt die Rekonstruktion von 3d-Datensätzen.While fluorescence imaging has a high "field of views" at high sensitivity, enabling the detection of pathologies in the periphery as well, optical coherence tomography realizes sectional images of the retina and allows the reconstruction of 3d data sets.

Die Ergebnisse werden auch bei dieser Ausgestaltung zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert.The results are also stored in this embodiment together with the recording time and their coordinates for diagnoses and / or follow-up examinations.

Hierzu zeigt die 3 die multimodale Fundus-Bildgebung unter Verwendung eines Kontrastmittels mit Fluoreszenz- und Absorptions- bzw. Streueigenschaften. Das Kontrastmittel eignet sich somit als Kontrastmittel für beide Modalitäten.This shows the 3 multimodal fundus imaging using a contrast agent with fluorescence and absorption or scattering properties. The contrast agent is thus suitable as a contrast agent for both modalities.

Die oberste Abbildung zeigt das Bild der ersten, mit Hilfe einer Funduskamera oder Laserscanner aufgenommenen Bildes. Zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften erfolgt die Bildgebung in dieser Modalität nach Anreicherung des Kontrastmittels, so dass Auffälligkeiten (ROI), die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert werden können.The top image shows the image of the first image taken using a fundus camera or laser scanner. To display the fluorescence properties, the imaging in this modality is carried out after enrichment of the contrast agent, so that abnormalities (ROI), which could indicate a pathological change, can be detected.

Das Bild darunter zeigt ein Schnittbild, in dem durch das verwendete Kontrastmittel die Pathologien direkt visualisiert werden.The image below shows a cross-sectional image in which the pathologies are directly visualized by the contrast agent used.

Die eine krankhafte Veränderung dokumentierenden Ergebnisse werden zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen in einem Computer gespeichert. Nachfolgeuntersuchungen dienen dabei sowohl der Kontrolle der Krankheitsprogression oder auch der Bestimmung der Wirksamkeit einer therapeutischen Intervention. The results documenting a pathological change are stored in a computer together with the time of admission for diagnoses and / or follow-up examinations. Follow-up examinations serve both to control the progression of the disease or to determine the efficacy of a therapeutic intervention.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Verfahren zur Fundus-Bildgebung zur Verfügung gestellt, welches auf verschiedenen Modalitäten des betreffenden Auges basiert und mit dem Erkrankungen bzw. das Risiko einer Erkrankung schon frühzeitig diagnostiziert werden kann. Der messtechnische Aufwand ist gering, da auf bekannte Verfahren und/oder Geräte zurückgegriffen wird.With the solution according to the invention, a method for fundus imaging is provided which is based on various modalities of the eye in question and with which diseases or the risk of a disease can be diagnosed early on. The metrological effort is low, since recourse is made to known methods and / or devices.

Der besondere Effekt des Verfahrens ist darin zu sehen, dass ein spezifisches Fluoreszenzsignal in Verbindung mit einer entsprechenden Bildverarbeitung verwendet wird um einen pathologischen oder vitalen Zustand zu detektieren.The particular effect of the method is the fact that a specific fluorescence signal is used in conjunction with a corresponding image processing to detect a pathological or vital condition.

Mit Hilfe einer zweiten bildgebenden Modalität, beispielsweise basierend auf OCT, Ultraschall oder Photoakkustik, werden die anhand einer ersten Modalität detektierten Auffälligkeiten (ROI) in Form von Schnittbildern genauer untersucht.With the aid of a second imaging modality, for example based on OCT, ultrasound or photoacoustics, the abnormalities (ROI) detected on the basis of a first modality are examined in more detail in the form of sectional images.

Das Verfahren macht sich folgende Eigenschaften des Kontrastmittels zu Nutze:

  • • spezifische Erkennung von Pathologien oder vitaler Parameter auf molekularer/zellulärer Ebene oder
  • • Detektion von kleinen Gefäßen durch hohe Signalstärken des Kontrastmittels in Verbindung mit geeigneten optische Modalitäten. oder
  • • Fluoreszenz- und Absorptions- bzw. Streueigenschaften, welche auch den Einsatz als Kontrastmittel in der Bildgebung von Schnittbildern erlaubt.
The method makes use of the following properties of the contrast agent:
  • • specific detection of pathologies or vital parameters at the molecular / cellular level or
  • • Detection of small vessels by high signal strengths of the contrast medium in conjunction with suitable optical modalities. or
  • • Fluorescence and absorption or scattering properties, which also allows the use as a contrast agent in the imaging of sectional images.

Zur Visualisierung können nach geeigneter Markierung alle bildgebenden Modalitäten verwendet werden.For visualization, all imaging modalities can be used after appropriate labeling.

Die Kombination von Daten verschiedener bildgebender Modalitäten liefert zusätzliche Informationen zur frühzeitigen Erkennung verschiedenster Erkrankungen. Dabei kann es vorteilhaft sein die Projektions-Bildgebung mit tomographischen Verfahren zu kombinieren.The combination of data from different imaging modalities provides additional information for the early detection of various diseases. It may be advantageous to combine the projection imaging with tomographic methods.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7971999 B2 [0004] US 7971999 B2 [0004]
  • US 2011/242306 A1 [0005, 0007] US 2011/242306 A1 [0005, 0007]
  • US 7593559 B2 [0006] US 7593559 B2 [0006]

Claims (13)

Verfahren zur Kontrastmittel-basierten, multimodalen Fundus-Bildgebung basierend auf Bildsätzen des betreffenden Auges; die zu verschiedenen Zeitpunkten und/oder unter verschiedenen Bedingungen mittels bildgebender Verfahren aufgenommen wurden, dadurch gekennzeichnet, dass nach Injektion eines Kontrastmittels mit einer ersten Modalität ein Bild(er) zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften aufgenommen wird, dass mit dieser ersten Modalität Auffälligkeiten in bestimmten Regionen (engl. Region-of-Interest; Abk. ROI) die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert werden, dass die detektierten Auffälligkeiten registriert werden, dass als zweite Modalität Schnittbilder an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeiten aufgenommen werden, dass die Schnittbilder der zweiten Modalität hinsichtlich Schichtdicken und Abstände auswertet werden und die Ergebnisse zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert werden.Method for contrast-based, multimodal fundus imaging based on image sets of the relevant eye; which were recorded at different times and / or under different conditions by means of imaging methods, characterized in that after injection of a contrast agent with a first modality a picture (s) is taken to show the fluorescence properties that with this first modality abnormalities in certain regions ( abbr. ROI) that could indicate a pathological change, it can be detected that the detected abnormalities are registered, that as a second modality sectional images are taken at the coordinates of the detected abnormalities, that the sectional images of the second modality be evaluated in terms of layer thicknesses and distances and the results are stored together with the recording time and their coordinates for diagnoses and / or follow-up examinations. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 2 Bilder (Schnittbilder) von unterschiedlichen Modalitäten aufgenommen werden, die wenigstens teilweise gleiche Areale beinhalten.A method according to claim 1, characterized in that at least 2 images (sectional images) of different modalities are included, at least partially include the same areas. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Registrierung der multimodalen Fundus-Bildgebung mit einer Genauigkeit von < 100 μm, vorzugsweise < 50 μm erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the registration of the multimodal fundus imaging with an accuracy of <100 microns, preferably <50 microns. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften optische, bildgebende Verfahren verwendet werden, wobei Funduskameras, Operationsmikroskope, Endoskope, Linienscanner oder konfokaler Laserscanner zur Anwendung kommen.A method according to claim 1, characterized in that for the representation of fluorescence properties, optical imaging techniques are used, with fundus cameras, surgical microscopes, endoscopes, line scanners or confocal laser scanner are used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Aufnahme eines Schnittbildes sowohl optische Verfahren – auch Mikroskopie – und photoakustische Verfahren als auch auf Röntgenstrahlung, Ultraschall, Magnetfeldern, radioaktive Strahlung oder auch der basierende Verfahren anwendbar sind.Method according to Claim 1, characterized in that both optical methods - including microscopy - and photoacoustic methods and also X-ray radiation, ultrasound, magnetic fields, radioactive radiation or else the method based on the invention can be used to record a sectional image. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontrastmittel verwendet wird, dessen Fluoreszenzfarbstoff in eine mizellären Struktur oder ein viralen Vektor oder sonstiges Transportsystem oder „carrier”-Molekül integriert ist.A method according to claim 1, characterized in that a contrast agent is used, the fluorescent dye is integrated into a micellar structure or a viral vector or other transport system or "carrier" molecule. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontrastmittel verwendet wird, dessen Fluoreszenzfarbstoff an ein Antikörper, Antikörperfragment, Protein, DNA-Molekül oder RNA-Molekül gebunden ist oder selbst molekulare, zelluläre oder gewebespezifische Eigenschaften aufweistA method according to claim 1, characterized in that a contrast agent is used, the fluorescent dye is bound to an antibody, antibody fragment, protein, DNA molecule or RNA molecule or even has molecular, cellular or tissue-specific properties Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontrastmittel mit einem endogenes oder exogenen fluoreszierenden Molekül verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that a contrast agent with an endogenous or exogenous fluorescent molecule is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel einen Fluoreszenzfarbstoff beinhaltet, dessen Anregungswellenlänge zwischen 750 und 1100 nm, bevorzugt zwischen 750 und 800 nm liegt.A method according to claim 1, characterized in that the contrast agent includes a fluorescent dye whose excitation wavelength is between 750 and 1100 nm, preferably between 750 and 800 nm. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Injektion eines Kontrastmittels mit molekulare, zellulären oder gewebespezifischen Eigenschaften ein Bild mit einer erste Modalität aufgenommen wird, dass mit dieser ersten Modalität Auffälligkeiten, die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert werden, dass die detektierten Auffälligkeiten und die ROI registriert werden, dass mit der zweiten Modalität Schnittbilder an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeiten aufgenommen werden, dass die Schnittbilder der zweiten Modalität hinsichtlich Schichtdicken und Abstände auswertet werden und die Ergebnisse zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert werden.A method according to claims 1 to 9, characterized in that after injection of a contrast agent having molecular, cellular or tissue-specific properties, an image is taken with a first modality, that with this first modality abnormalities that could indicate a pathological change are detected, that the detected abnormalities and the ROI are registered, that with the second modality sectional images are taken at the coordinates of the detected abnormalities, that the sectional images of the second modality are evaluated in terms of layer thicknesses and distances and the results together with the recording time and their coordinates for diagnoses and / or follow-up examinations are saved. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Injektion eines Kontrastmittels mit hohen Signalstärken und/oder einem langen diagnostischen Fenster mit einer erste Modalität Bilder zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften aufgenommen werden, dass in dieser ersten Modalität auch sehr geringfügige Auffälligkeiten die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert werden, dass die detektierten Auffälligkeiten registriert werden, dass mit der zweiten Modalität Schnittbilder an den Koordinaten der detektierten Auffälligkeiten aufgenommen werden, dass die Schnittbilder der zweiten Modalität hinsichtlich Schichtdicken und Abstände auswertet werden und die Ergebnisse zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt und deren Koordinaten für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert werden.A method according to claims 1 to 9, characterized in that after injection of a contrast agent with high signal strengths and / or a long diagnostic window with a first modality images are recorded for displaying the fluorescence properties, that in this first modality even very minor abnormalities on a pathological changes are detected, it can be detected that the detected abnormalities are registered, that with the second modality sectional images are taken at the coordinates of the detected abnormalities, the sectional images of the second modality are evaluated in terms of layer thicknesses and distances and the results together with the recording time and their coordinates are saved for diagnosis and / or follow-up examinations. Verfahren nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Modalität zwei Bilder, eines unmittelbar nach Injektion und ein weiteres nach Anreicherung des Kontrastmittels aufgenommen und zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften voneinander abgezogen werden.Process according to claims 10 and 11, characterized in that in the first modality two images are taken, one immediately after injection and another after accumulation of the contrast agent and are subtracted from each other to display the fluorescence properties. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Injektion eines für beide Modalitäten geeigneten Kontrastmittels mit Fluoreszenz- und Absorptions- bzw. Streueigenschaften mit einer ersten Modalität Bilder zur Darstellung der Fluoreszenzeigenschaften aufgenommen werden, in der Auffälligkeiten die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert werden, dass mit der zweiten Modalität Schnittbilder aufgenommen werden, in denen ebenfalls Auffälligkeiten die auf eine krankhafte Veränderung hindeuten könnten, detektiert werden und die Ergebnisse zusammen mit dem Aufnahmezeitpunkt für Diagnosen und/oder Nachfolgeuntersuchungen gespeichert werden.Process according to claims 1 to 9, characterized in that after injection of a suitable for both modalities contrast agent with fluorescence and absorption or Scattering properties are recorded with a first modality images for displaying the fluorescence properties are detected in the abnormalities that could indicate a pathological change, detected that are recorded with the second modality sectional images in which also abnormalities that could indicate a pathological change detected and the results are stored together with the time of admission for diagnoses and / or follow-up examinations.
DE102014015225.1A 2014-10-02 2014-10-02 Method for contrast-agent-based, multimodal fundus imaging Ceased DE102014015225A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014015225.1A DE102014015225A1 (en) 2014-10-02 2014-10-02 Method for contrast-agent-based, multimodal fundus imaging

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014015225.1A DE102014015225A1 (en) 2014-10-02 2014-10-02 Method for contrast-agent-based, multimodal fundus imaging

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014015225A1 true DE102014015225A1 (en) 2016-04-07

Family

ID=55530936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014015225.1A Ceased DE102014015225A1 (en) 2014-10-02 2014-10-02 Method for contrast-agent-based, multimodal fundus imaging

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014015225A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007061987A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 Carl Zeiss Meditec Ag Apparatus and method for detecting molecules in the eye
US7593559B2 (en) 2005-11-18 2009-09-22 Duke University Method and system of coregistrating optical coherence tomography (OCT) with other clinical tests
US7971999B2 (en) 2006-11-02 2011-07-05 Heidelberg Engineering Gmbh Method and apparatus for retinal diagnosis
DE102009043750A1 (en) * 2009-09-30 2011-08-04 Carl Zeiss Meditec AG, 07745 Method and device for the detection of deposits in the eye
US20110242306A1 (en) 2008-12-19 2011-10-06 The Johns Hopkins University System and method for automated detection of age related macular degeneration and other retinal abnormalities
US20130216114A1 (en) * 2010-11-08 2013-08-22 Colibri Technologies Inc. Systems and methods for improved visualization during minimally invasive procedures

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7593559B2 (en) 2005-11-18 2009-09-22 Duke University Method and system of coregistrating optical coherence tomography (OCT) with other clinical tests
US7971999B2 (en) 2006-11-02 2011-07-05 Heidelberg Engineering Gmbh Method and apparatus for retinal diagnosis
DE102007061987A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 Carl Zeiss Meditec Ag Apparatus and method for detecting molecules in the eye
US20110242306A1 (en) 2008-12-19 2011-10-06 The Johns Hopkins University System and method for automated detection of age related macular degeneration and other retinal abnormalities
DE102009043750A1 (en) * 2009-09-30 2011-08-04 Carl Zeiss Meditec AG, 07745 Method and device for the detection of deposits in the eye
US20130216114A1 (en) * 2010-11-08 2013-08-22 Colibri Technologies Inc. Systems and methods for improved visualization during minimally invasive procedures

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DOBRE, George M.; PODOLEANU, Adrian Gh.: Simultaneous optical coherence tomography – Indodyanine Green dye fluorescence imaging system for investigations of the eye’s fundus. In: OPTICS LETTERS, Vol. 30, 2005, No. 1, S. 58 - 60.
DOBRE, George M.; PODOLEANU, Adrian Gh.: Simultaneous optical coherence tomography - Indodyanine Green dye fluorescence imaging system for investigations of the eye's fundus. In: OPTICS LETTERS, Vol. 30, 2005, No. 1, S. 58 - 60. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112019003022T5 (en) Medical image processing device, medical image processing method, and program
DE102008040804B4 (en) Method, surgical microscope and analysis system for the quantitative representation of blood flow
DE102010055772B4 (en) Arrangement and method for the quantitative determination of blood flow within blood vessels
DE102006037284B4 (en) Method and device for displaying myocardial tissues of different damage states
DE102016226230B4 (en) Automated image inspection in X-ray imaging
DE102005022817A1 (en) Contrast agent for a combined mode imaging system and related methods and systems
DE102015221877A1 (en) Image-based biomarker for characterizing the structure or function of human or animal brain tissue and related uses and methods
DE102009043750A1 (en) Method and device for the detection of deposits in the eye
O’Sullivan et al. The role of artificial intelligence and machine learning in harmonization of high-resolution post-mortem MRI (virtopsy) with respect to brain microstructure
WO2007128686A2 (en) Method for determining and displaying at least one piece of information on a target volume
DE102017221276A1 (en) Medical image processing apparatus, X-ray CT apparatus and medical image processing method
DE102018214325A1 (en) Method and provision unit for the provision of a virtual tomographic stroke follow-up examination image
DE112016004722T5 (en) Ophthalmic imaging device and ophthalmic information processing device
DE102007029886B4 (en) A method of segmenting a myocardial wall and a device for detecting a pathologically altered coronary artery
DE112015004952T5 (en) Magnetic resonance imaging protocol for segmenting a picture detail
Du et al. Label-free hyperspectral imaging and deep-learning prediction of retinal amyloid β-protein and phosphorylated tau
EP3379487B1 (en) Contrast enhanced reproduction of spectral ct image data
DE102005022156A1 (en) Method and device for ranking pixels in medical imaging
DE202017107196U1 (en) Medical image processing apparatus, X-ray CT apparatus and computer program product
EP2318821B1 (en) Method for precisely determining the fluorescence in a layer system, such as the eye
DE102014017006B4 (en) Method for the determination and evaluation of time-resolved fluorescence or reflection images on extended three-dimensional surfaces
EP4187306A1 (en) Method for evaluating measurement data from a light field microscope, and apparatus for light field microscopy
DE102014015225A1 (en) Method for contrast-agent-based, multimodal fundus imaging
DE102020102683B4 (en) Computer-implemented method, computer program and diagnostic system, in particular for determining at least one geometric feature of a section of a blood vessel
EP3155588B1 (en) Whole-body image recording and image processing system and method for operating same

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final