DE102020105458A1 - Medical imaging device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, insbesondere einer endoskopischen Bildgebungsvorrichtung, mit wenigstens einer Bilderfassungseinheit (10), welche wenigstens eine Bilderfassungssensorik (12) und wenigstens eine optische Filtereinheit (16) aufweist, welche wenigstens einen Spektralfilter (18) umfasst, welcher der Bilderfassungssensorik (12) zugeordnet und in Blickrichtung (20) der Bilderfassungssensorik (12) betrachtet vor dieser angeordnet ist.Es wird vorgeschlagen, dass der Spektralfilter (18) in einem ersten Betriebszustand dazu ausgebildet ist, Licht gemäß eines ersten spektralen Transmissionsbereichs (22) zur Bilderfassungssensorik (12) zu transmittieren und in einem zweiten Betriebszustand dazu ausgebildet ist, Licht gemäß eines zweiten spektralen Transmissionsbereichs (24), welcher von dem ersten spektralen Transmissionsbereich (22) zumindest teilweise verschieden ist, zur Bilderfassungssensorik (12) zu transmittieren.The invention is based on a medical imaging device, in particular an endoscopic imaging device, with at least one image acquisition unit (10) which has at least one image acquisition sensor system (12) and at least one optical filter unit (16) which comprises at least one spectral filter (18) which the It is proposed that the spectral filter (18) is designed in a first operating state to transmit light according to a first spectral transmission range (22) To transmit image acquisition sensor system (12) and, in a second operating state, is designed to transmit light to the image acquisition sensor system (12) according to a second spectral transmission range (24) which is at least partially different from the first spectral transmission range (22).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine medizinische Bildgebungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 23.The invention relates to a medical imaging device according to the preamble of
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz, insbesondere in Bezug auf eine Effizienz einer Bildgebung und/oder einer Bauraum- bzw. Bauteileffizienz, bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The object of the invention is, in particular, to provide a device of the generic type with improved properties with regard to efficiency, in particular with regard to efficiency of imaging and / or installation space or component efficiency. The object is achieved according to the invention by the features of
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung geht aus von einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, insbesondere einer endoskopischen Bildgebungsvorrichtung, mit wenigstens einer Bilderfassungseinheit, welche wenigstens eine Bilderfassungssensorik und wenigstens eine optische Filtereinheit aufweist, die wenigstens einen Spektralfilter umfasst, welcher der Bilderfassungssensorik zugeordnet und in Blickrichtung der Bilderfassungssensorik betrachtet vor dieser angeordnet ist.The invention is based on a medical imaging device, in particular an endoscopic imaging device, with at least one image capturing unit, which has at least one image capturing sensor system and at least one optical filter unit, which comprises at least one spectral filter that is assigned to the image capturing sensor system and is arranged in front of it when viewed in the direction of view of the image capturing sensor system .
Es wird vorgeschlagen, dass der Spektralfilter in wenigstens einem ersten Betriebszustand dazu ausgebildet ist, Licht gemäß eines ersten spektralen Transmissionsbereichs zur Bilderfassungssensorik zu transmittieren und in wenigstens einem zweiten Betriebszustand dazu ausgebildet ist, Licht gemäß eines zweiten spektralen Transmissionsbereichs, welcher von dem ersten spektralen Transmissionsbereich zumindest teilweise verschieden ist, zur Bilderfassungssensorik zu transmittieren. Hierdurch kann insbesondere eine medizinische Bilderfassungsvorrichtung mit einer verbesserten Effizienz bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Effizienz einer Bildgebung verbessert werden, da insbesondere spektrale Bildgebungsanteile durch den mittels des ersten spektralen Transmissionsbereich und des zweiten spektralen Transmissionsbereich unterschieden werden können. Zudem kann vorteilhaft eine Bauraum- bzw. Bauteileffizienz der medizinischen Bildgebungsvorrichtung verbessert werden, da anstelle von je einem Spektralfilter je Transmissionsbereich, ein einzelner Spektralfilter genutzt werden kann, dessen Stellungsabhängigkeit relativ zum Bilderfassungssensorik die Bereitstellung sowohl eines ersten spektralen Transmissionsberiech als auch eines zweiten spektralen Transmissionsbereich ermöglicht, wodurch als Bauteile zusätzlich Spektralfilter und ein Bauraum für deren Anordnung eingespart werden können.It is proposed that the spectral filter is designed, in at least one first operating state, to transmit light according to a first spectral transmission range to the image acquisition sensor system and, in at least one second operating state, is designed to transmit light according to a second spectral transmission range, which at least differs from the first spectral transmission range is partially different to transmit to the image acquisition sensor system. In this way, in particular, a medical image capturing device with improved efficiency can be provided. In particular, an imaging efficiency can be improved, since in particular spectral imaging components can be differentiated by means of the first spectral transmission range and the second spectral transmission range. In addition, the installation space or component efficiency of the medical imaging device can advantageously be improved, since instead of one spectral filter for each transmission range, a single spectral filter can be used whose position dependency relative to the image acquisition sensor enables both a first spectral transmission range and a second spectral transmission range to be provided , whereby spectral filters and space for their arrangement can also be saved as components.
Die medizinische Bildgebungsvorrichtung ist insbesondere zu einer multispektralen Bildgebung und vorzugsweise einer hyperspektralen Bildgebung eingerichtet. Unter einer „multispektralen Bildgebung“ soll dabei insbesondere eine Bildgebung verstanden werden, bei welchen wenigstens drei Spektralbänder voneinander unabhängig erfassbar sind. Unter einer „hyperspektralen Bildgebung“ soll dabei insbesondere eine Bildgebung verstanden werden, bei welcher wenigstens zwanzig Spektralbänder voneinander unabhängig erfassbar sind. Besonders bevorzugt eignet sich die vorliegende medizinische Bildgebungsvorrichtung zu einer multispektralen Bildgebung und vorzugsweise einer hyperspektralen Bildgebung gemäß eines zeitlich aufgelösten Schnappschussverfahrens, bei welchem die spektralen Bänder zeitlich versetzt mit nur einem einzigen Detektor-Output erfasst werden. Unter einer „medizinischen Bildgebungsvorrichtung“ soll insbesondere ein, vorzugsweise funktionsfähiger Bestandteil, insbesondere eine Unterbaugruppe und/oder eine Konstruktions- und/oder eine Funktionskomponente eines medizinischen Bildgebungsgeräts und/oder eines medizinischen Bildgebungssystems verstanden werden. Vorzugsweise kann die medizinische Bildgebungsvorrichtung das medizinische Bildgebungsgerät und/oder das medizinische Bildgebungssystem zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig ausbilden. Bei der medizinischen Bildgebungsvorrichtung kann es sich um eine mikroskopische, makroskopische und/oder exoskopische Bildgebungsvorrichtung handeln, welche beispielsweise als ein Bildgebungsgerät, zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest zu einem Großteil ein Mikroskop, ein Makroskop und/oder ein Exoskop und/oder als ein Bildgebungssystem, zumindest teilweise ein Mikroskop-, ein Makroskop- und/oder ein Exoskopsystem ausbildet. Bevorzugt ist die medizinische Bildgebungsvorrichtung als eine endoskopische Bildgebungsvorrichtung ausgebildet, welche ein insbesondere zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest zu einem Großteil ein Endoskop und/oder ein Endoskopsystem ausbildet. Die endoskopische Bildgebungsvorrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet, zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest zu einem Großteil in eine künstliche, wie beispielsweise ein Gehäuse, und/oder natürliche Kavität, wie beispielsweise einen Hohlraum in einem Körperorgan oder im Gewebe, eingeführt zu werden, um diese zu begutachten. Unter „ausgebildet“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion ausgebildet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter dem Ausdruck „zumindest zu einem Großteil“ soll dabei insbesondere zumindest zu 55 %, vorzugsweiser zumindest zu 65 %, bevorzugt zumindest zu 75 %, besonders bevorzugt zumindest zu 85 % und ganz besonders bevorzugt zumindest zu 95 % sowie vorteilhaft vollständig verstanden werden und zwar insbesondere mit Bezug auf ein Volumen und/oder eine Masse eines Objekts.The medical imaging device is set up in particular for multispectral imaging and preferably hyperspectral imaging. In this context, “multispectral imaging” should in particular be understood to mean imaging in which at least three spectral bands can be recorded independently of one another. In this context, “hyperspectral imaging” should in particular be understood to mean imaging in which at least twenty spectral bands can be recorded independently of one another. The present medical imaging device is particularly preferably suitable for multispectral imaging and preferably hyperspectral imaging in accordance with a time-resolved snapshot method in which the spectral bands are recorded offset in time with only a single detector output. A “medical imaging device” is to be understood as meaning, in particular, a preferably functional component, in particular a subassembly and / or a construction and / or a functional component of a medical imaging device and / or a medical imaging system. The medical imaging device can preferably form the medical imaging device and / or the medical imaging system at least partially, preferably at least to a large extent and particularly preferably completely. The medical imaging device can be a microscopic, macroscopic and / or exoscopic imaging device which, for example, as an imaging device, at least in part and preferably at least for the most part, is a microscope, a macroscope and / or an exoscope and / or as an imaging system, at least partially forms a microscope, a macroscope and / or an exoscope system. The medical imaging device is preferably designed as an endoscopic imaging device which, in particular, at least partially and preferably at least for the most part, forms an endoscope and / or an endoscope system. The endoscopic imaging device is designed in particular to be introduced at least partially and preferably at least for the most part into an artificial, such as a housing, and / or natural cavity, such as a cavity in a body organ or in tissue, in order to examine it . “Designed” is to be understood in particular as specifically programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is designed for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state. The expression “at least to a large extent” should be understood to mean in particular at least 55%, preferably at least 65%, preferably at least 75%, particularly preferably at least 85% and very particularly preferably at least 95% and advantageously completely in particular with reference to a volume and / or a mass of an object.
Die medizinische Bilderfassungsvorrichtung weist wenigstens einen proximalen Abschnitt, einen distalen Abschnitt und/oder einen Zwischenabschnitt auf. Der distale Abschnitt ist insbesondere dazu ausgebildet, in einem Betriebszustand in einer zu untersuchenden Kavität eingeführt zu werden. Der proximale Abschnitt ist insbesondere dazu ausgebildet, in einem Betriebszustand außerhalb der zu untersuchenden Kavität angeordnet zu sein. Unter „distal“ soll insbesondere bei einer Bedienung einem Patienten zugewandt und/oder einem Bediener abgewandt verstanden werden. Insbesondere ist proximal das Gegenteil von distal. Unter „proximal“ soll insbesondere bei einer Bedienung einem Patienten abgewandt und/oder einem Bediener zugewandt verstanden werden. Die medizinische Bilderfassungsvorrichtung weist insbesondere zumindest einen, vorzugsweise flexiblen Schaft auf. Der Schaft ist als ein längliches Objekt ausgebildet. Ferner bildet der Schaft zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest zu einem Großteil den distalen Abschnitt aus. Unter einem „länglichen Objekt“ soll insbesondere ein Objekt verstanden werden, dessen Haupterstreckung zumindest um einen Faktor fünf, vorzugsweise zumindest um einen Faktor zehn und besonders bevorzugt zumindest um einen Faktor zwanzig größer ist als eine größte Erstreckung des Objekts senkrecht zu dessen Haupterstreckung, also insbesondere einem Durchmesser des Objekts. Unter einer „Haupterstreckung“ eines Objekts, soll insbesondere dessen längste Erstreckung entlang dessen Haupterstreckungsrichtung verstanden werden. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung“ eines Bauteils soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten gedachten Quaders verläuft, welcher das Bauteil gerade noch vollständig umschließt.The medical image capturing device has at least one proximal section, one distal section and / or one intermediate section. The distal section is designed in particular to be introduced into a cavity to be examined in an operating state. The proximal section is designed in particular to be arranged outside the cavity to be examined in an operating state. “Distal” is to be understood to mean facing a patient and / or facing away from an operator, in particular during operation. In particular, proximal is the opposite of distal. “Proximal” is to be understood to mean facing away from a patient and / or facing towards an operator during operation. The medical image acquisition device has in particular at least one, preferably flexible, shaft. The shaft is designed as an elongated object. Furthermore, the shaft at least partially and preferably at least to a large extent forms the distal section. An "elongated object" is to be understood in particular as an object whose main extent is at least a factor of five, preferably at least a factor of ten and particularly preferably at least a factor of twenty greater than a largest extent of the object perpendicular to its main extent, i.e. in particular a diameter of the object. A “main extension” of an object is to be understood in particular to mean its longest extension along its main extension direction. A “main direction of extent” of a component should be understood to mean, in particular, a direction which runs parallel to a longest edge of a smallest imaginary cuboid which just completely encloses the component.
Unter einer „Bilderfassungseinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Bilderfassung ausgebildet ist und dazu zumindest eine Bilderfassungssensorik umfasst. Die Bilderfassungseinheit ist vorzugsweise zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest zu einem Großteil im Bereich des proximalen Abschnitts angeordnet und/oder diesen ausbildet. Alternativ ist denkbar, dass die Bilderfassungseinheit zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest zu einem Großteil im distalen Abschnitt angeordnet sein kann und/oder diesen ausbildet. Ferner könnte die Bilderfassungseinheit zumindest teilweise auf den proximalen Abschnitt und den distalen Abschnitt verteilt angeordnet sein. Die Bilderfassungssensorik weist insbesondere zumindest einen Bildsensor auf. Ferner kann die Bilderfassungssensorik auch über zumindest zwei und vorzugsweise mehrere Bildsensoren verfügen, welche beispielsweise in Blickrichtung der Bilderfassungssensorik hintereinander angeordnet sein können. Ferner können die zwei und vorzugsweise mehreren Bilderfassungssensoren über voneinander verschieden ausgebildete spektrale Erfassungsempfindlichkeiten verfügen, sodass beispielsweise ein erster Sensor im Vergleich in einen roten Spektralbereich, ein zweiter Sensor im Vergleich in einen blauen Spektralbereich und ein dritter Sensor im Vergleich einen grünen Spektralbereich besonders empfindlich ist. Der Bildsensor kann in etwa als ein CCD-Sensor ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Bildsensor als ein CMOS-Sensor ausgebildet. Unter einer „Blickrichtung“ der Bilderfassungssensorik soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche von einer aktiven Seite der Bilderfassungssensorik weg zeigt und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zur optischen Achse der Bilderfassungssensorik ist. Unter „zumindest im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene verstanden werden, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung einen Winkel von 0° insbesondere unter Berücksichtigung einer maximalen Abweichung von kleiner als 8°, vorteilhaft von kleiner als 5° und besonders vorteilhaft von kleiner als 2° einschließt. Ferner könnte die Blickrichtung vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht auf einer Haupterstreckungseben der Bilderfassungssensorik stehen. Unter „zumindest im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung einen Winkel von 90°, insbesondere unter Berücksichtigung einer maximalen Abweichung von kleiner als 8°, vorteilhaft von kleiner als 5° und besonders vorteilhaft von kleiner als 2° einschließt. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ eines Objekts soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Unter einer „optischen Filtereinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einem Filtern optischer Spektralbereiche vorgesehen ist und dazu zumindest einen Spektralfilter umfasst. Der Spektralfilter ist insbesondere als ein, insbesondere Bandpassfilter ausgebildet. Ferner könnte der Spektralfilter als ein Polarisationsfilter ausgebildet sein und zwar vorzugsweise als ein Polarisation Bandpassfilter. Unter einem „Transmissionsbereich eines Spektralfilters“ soll insbesondere ein Spektralbereich des Spektralfilters verstanden werden, in welchem dieser zumindest einen Großteil eines dem Spektrum des Transmissionsbereichs entsprechenden einfallenden Lichts passieren lässt. Weitere Spektralbereiche des Spektralfilters, welche von dem Transmissionsbereich verschieden sind sollen als Blockierungsbereiche verstanden werden. Unter einem „Off-Band-Bereich eines Spektralfilters“ soll insbesondere ein Spektralbereich des Spektralfilters verstanden werden, in welchem dieser höchstens einen Bruchteil eines dem Spektrum des Off-Band-Bereichs entsprechenden einfallenden Lichts passieren lässt. Unter einem „Bruchteil“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 5 % und besonders bevorzugt weniger als 1 % verstanden werden. Der Spektralfilter ist insbesondere als ein Bandpassfilter ausgebildet. Der Spektralfilter weist vorzugsweise in einem Betriebszustand nur einen einzigen Transmissionsbereich auf. Der erste Transmissionsbereich und der weitere erste Transmissionsbereich sind insbesondere nie gleichzeitig in einem selben Betriebszustand des Spektralfilters vorhanden. An “image acquisition unit” is to be understood in particular as a unit which is designed for image acquisition and for this purpose comprises at least one image acquisition sensor system. The image acquisition unit is preferably at least partially and preferably at least to a large extent arranged in the area of the proximal section and / or forms this. Alternatively, it is conceivable that the image acquisition unit can be arranged at least partially and preferably at least for the most part in the distal section and / or forms this. Furthermore, the image acquisition unit could be arranged at least partially distributed over the proximal section and the distal section. The image acquisition sensor system has, in particular, at least one image sensor. Furthermore, the image acquisition sensor system can also have at least two and preferably several image sensors, which can be arranged one behind the other in the viewing direction of the image acquisition sensor system, for example. Furthermore, the two and preferably more image acquisition sensors can have differently designed spectral acquisition sensitivities, so that, for example, a first sensor is particularly sensitive in comparison to a red spectral range, a second sensor in comparison to a blue spectral range and a third sensor in comparison to a green spectral range. The image sensor can be designed approximately as a CCD sensor. The image sensor is preferably designed as a CMOS sensor. A “viewing direction” of the image acquisition sensor system is to be understood in particular as a direction which points away from an active side of the image acquisition sensor system and is preferably at least substantially parallel to the optical axis of the image acquisition sensor system. “At least substantially parallel” is to be understood here in particular as an alignment of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, the direction and the reference direction advantageously at an angle of 0 °, particularly taking into account a maximum deviation of less than 8 ° of less than 5 ° and particularly advantageously of less than 2 °. Furthermore, the viewing direction could preferably be at least substantially perpendicular to a main plane of extent of the image acquisition sensor system. “At least substantially perpendicular” should be understood here to mean in particular an alignment of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, the direction and the reference direction at an angle of 90 °, in particular taking into account a maximum deviation of less than 8 ° , advantageously of less than 5 ° and particularly advantageously of less than 2 °. A “main extension plane” of an object is to be understood in particular as a plane which is parallel to a largest side surface of a smallest imaginary cuboid, which just completely surrounds the object, and in particular runs through the center of the cuboid. An “optical filter unit” is to be understood in particular as a unit which is provided for filtering optical spectral ranges and for this purpose comprises at least one spectral filter. The Spectral filter is designed in particular as a filter, in particular a band pass filter. Furthermore, the spectral filter could be designed as a polarization filter, specifically preferably as a polarization bandpass filter. A “transmission range of a spectral filter” is to be understood in particular as a spectral range of the spectral filter in which the latter allows at least a large part of an incident light corresponding to the spectrum of the transmission range to pass. Further spectral ranges of the spectral filter which are different from the transmission range are to be understood as blocking ranges. An “off-band range of a spectral filter” is to be understood in particular as a spectral range of the spectral filter in which the latter allows at most a fraction of an incident light corresponding to the spectrum of the off-band range to pass. In this context, a “fraction” should be understood to mean in particular less than 10%, preferably less than 5% and particularly preferably less than 1%. The spectral filter is designed in particular as a bandpass filter. The spectral filter preferably has only a single transmission range in one operating state. The first transmission range and the further first transmission range are in particular never present at the same time in the same operating state of the spectral filter.
Beispielsweise wird durch eine Überführung des Spektralfilters von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand der erste Transmissionsbereich in den zweiten Transmissionsbereich überführt und/oder umgekehrt. Ferner ist denkbar, dass der Spektralfilter weitere Betriebszustände, insbesondere Zwischenzustände, annehmen kann und derart Licht weiterer Transmissionsbereiche transmittierbar ist. Beispielsweise könnten Betriebszustände des Spektralfilters kontinuierlich veränderbar sein, wodurch kontinuierliche verschiedene Transmissionsbereiche erzielbar sind. Der erste Transmissionsbereich und der zweite Transmissionsbereich sind insbesondere spektral zueinander verschoben. Ein Grad der Verschiebung der Transmissionsbereiche ist dabei insbesondere korreliert mit dem Betriebszustand des Spektralfilters.For example, by transferring the spectral filter from the first operating state to the second operating state, the first transmission range is transferred to the second transmission range and / or vice versa. It is also conceivable that the spectral filter can assume further operating states, in particular intermediate states, and thus light from further transmission areas can be transmitted. For example, operating states of the spectral filter could be continuously changeable, as a result of which continuously different transmission ranges can be achieved. The first transmission range and the second transmission range are in particular shifted spectrally with respect to one another. A degree of the shift in the transmission areas is in particular correlated with the operating state of the spectral filter.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der erste Betriebszustand definiert ist als eine erste Stellung des Spektralfilters relativ zur Bilderfassungssensorik und der zweite Betriebszustand definiert ist als eine zweite Stellung des Spektralfilters relativ zur Bilderfassungsssensorik. Es kann vorteilhaft ein Aufbau des Spektralfilters vereinfacht werden. Ferner kann eine Vielfalt verschiedener Transmissionsbereiche in Abhängigkeit von der Stellung des Spektralfitlers erzielt werden. Unter einer „Stellung des Spektralfilters relativ zur Bilderfassungssensorik“ soll insbesondere eine Lage und/oder Orientierung im Raum des Spektralfilters und des Bilderfassungssensors relativ zueinander verstanden werden. Insbesondere sind die erste Stellung und die zweite Stellung voneinander verschiedene Stellungen des Spektralfilters und des Bilderfassungssensors relativ zueinander. Die erste Stellung und die zweite Stellung unterscheiden sich in etwa durch wenigstens einen Winkel zwischen dem Spektralfilter und der Bilderfassungssensorik. Der Winkel ist insbesondere von der Haupterstreckungsebene des Spektralfilters und einer Haupterstreckungsebene des Bilderfassungssensorik aufgespannt. Der Winkel beträgt insbesondere weniger als 180°, vorzugsweise weniger als 90° und besonders bevorzugt weniger als 45°. Der Winkel beträgt mehr als 0°, vorzugsweise mehr als 5° und besonders bevorzugt mehr als 10°. Im vorliegenden Fall beträgt der Winkel im Wesentlichen 30°. Unter „im Wesentlichen“ soll insbesondere der Wert unter Berücksichtigung einer maximale Abweichung von höchstens 10 %, vorzugsweise von höchstens 5 % und besonders bevorzugt von höchstens 2 % oder aber auch genau der Wert selbst verstanden werden. In der ersten Stellung ist der Spektralfilter zumindest im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse angeordnet. Ferner ist insbesondere in der ersten Stellung die Bilderfassungssensor zumindest im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse angeordnet. Es ist denkbar, dass insbesondere abhängig von einem Gesamtaufbau, in der ersten Stellung der Spektralfilter und der Bilderfassungssensorik zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist in der ersten Stellung eine Haupterstreckungsebene des Spektralfilters zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Bilderfassungssensorik. In der zweiten Stellung ist der Spektralfilter winklig zur optischen Achse angeordnet. Es ist denkbar, dass insbesondere abhängig von einem Gesamtaufbau, in der ersten Stellung der Spektralfilter und der Bilderfassungssensorik winklig zueinander angeordnet sind. Unter winklig soll insbesondere verschieden von „zumindest im Wesentlichen parallel“ verstanden werden. In der zweiten Stellung könnte der Winkel vorzugsweise zwischen der Haupterstreckungsebene des Spektralfilters und der Haupterstreckungsebene der Bilderfassungssensorik. Ferner ist denkbar, dass der Spektralfilter und der Bilderfassungssensor in weiteren Stellungen zueinander angeordnet werden können und derart Licht weitere Transmissionsbereiche transmittierbar ist. Beispielsweise könnte eine Stellung des Spektralfilters relativ zu dem Bilderfassungssensor kontinuierlich veränderbar sein, wodurch kontinuierliche verschiedene Transmissionsbereiche erzielbar sind. Der erste Transmissionsbereich und der zweite Transmissionsbereich sind insbesondere spektral zueinander verschoben. Ein Grad der Verschiebung der Transmissionsbereiche ist dabei insbesondere korreliert mit einem Winkel zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung der Spektralfilter, wobei der Grad der Verschiebung vorzugsweise mit zunehmendem Winkel ebenfalls zunimmt.It is further proposed that the first operating state is defined as a first position of the spectral filter relative to the image acquisition sensor system and the second operating state is defined as a second position of the spectral filter relative to the image acquisition sensor system. A structure of the spectral filter can advantageously be simplified. Furthermore, a variety of different transmission ranges can be achieved depending on the position of the spectral filter. A “position of the spectral filter relative to the image acquisition sensor system” is to be understood as meaning, in particular, a position and / or orientation in space of the spectral filter and the image acquisition sensor relative to one another. In particular, the first position and the second position are different positions of the spectral filter and the image acquisition sensor relative to one another. The first position and the second position differ approximately in terms of at least one angle between the spectral filter and the image acquisition sensor system. The angle is spanned in particular by the main plane of extent of the spectral filter and a main plane of extent of the image acquisition sensor system. The angle is in particular less than 180 °, preferably less than 90 ° and particularly preferably less than 45 °. The angle is more than 0 °, preferably more than 5 ° and particularly preferably more than 10 °. In the present case, the angle is essentially 30 °. “Essentially” is to be understood as meaning, in particular, the value taking into account a maximum deviation of at most 10%, preferably of at most 5% and particularly preferably of at most 2%, or also precisely the value itself. In the first position, the spectral filter is arranged at least substantially perpendicular to the optical axis. Furthermore, in particular in the first position, the image acquisition sensor is arranged at least substantially perpendicular to the optical axis. It is conceivable that, in particular, depending on an overall structure, the spectral filter and the image acquisition sensor system are arranged at least substantially parallel to one another in the first position. In the first position, a main plane of extent of the spectral filter is preferably at least substantially parallel to a main plane of extent of the image acquisition sensor system. In the second position, the spectral filter is arranged at an angle to the optical axis. It is conceivable that, in particular, depending on an overall structure, the spectral filter and the image acquisition sensor system are arranged at an angle to one another in the first position. Angled should be understood to mean, in particular, different from “at least essentially parallel”. In the second position, the angle could preferably be between the main plane of extension of the spectral filter and the main plane of extension of the image acquisition sensor system. Furthermore, it is conceivable that the spectral filter and the image acquisition sensor can be arranged in further positions relative to one another and that light can be transmitted in further transmission areas in this way. For example, a position of the spectral filter relative to the image detection sensor could be continuously changeable, as a result of which continuously different transmission ranges can be achieved. The first transmission range and the second transmission range are in particular shifted spectrally with respect to one another. A degree of the shift of the transmission areas is in particular correlated with an angle between the first position and the second position of the spectral filter, wherein the Degree of displacement preferably also increases with increasing angle.
Es wird des Weiteren vorgeschlagen, dass der erste spektrale Transmissionsbereich eine erste Filterkante und der zweite spektrale Transmissionsbereich eine zweite Filterkante aufweist, welche relativ zur ersten Filterkante spektral verschoben ist. Es kann vorteilhaft eine Effizienz der Bildgebung weiter verbessert werden. Insbesondere kann eine spektrale Trennung der Transmissionsbereiche verbessert werden. Weiter vorteilhaft kann eine scharfe Trennung der Transmissionsbereiche erzielt werden. Unter einer „Filterkante“ soll insbesondere ein Übergangsbereich zwischen einem Off-Band-Bereich und einem Transmissionsbereich verstanden werden. Insbesondere handelt es sich wenigstens bei der ersten Filterkante und/oder der zweiten Filterkante um eine steigende Filterkante. Unter einer „steigenden Filterkante“ soll insbesondre eine Filterkante verstanden werden, welche den Übergang von einem Off-Band-Bereich hin zu einem Transmissionsbereich beschreibt. Insbesondere ist ein Wert einer Wellenlänge der zweiten Filterkante kleiner als ein Wert einer Wellenlänge der ersten Filterkante. Der Wert der zweiten Filterkante ist insbesondere zumindest um 1 %, vorzugsweise zumindest um 10 % und besonders bevorzugt zumindest um 20 % verschieden von dem Wert der ersten Filterkante und insbesondere um diesen Faktor kleiner als der Wert der ersten Filterkante.It is further proposed that the first spectral transmission range has a first filter edge and the second spectral transmission range has a second filter edge which is spectrally shifted relative to the first filter edge. An imaging efficiency can advantageously be further improved. In particular, a spectral separation of the transmission areas can be improved. A sharp separation of the transmission areas can furthermore advantageously be achieved. A “filter edge” is to be understood in particular as a transition area between an off-band area and a transmission area. In particular, at least the first filter edge and / or the second filter edge is a rising filter edge. A “rising filter edge” is to be understood in particular as a filter edge which describes the transition from an off-band area to a transmission area. In particular, a value of a wavelength of the second filter edge is smaller than a value of a wavelength of the first filter edge. The value of the second filter edge is in particular at least 1%, preferably at least 10% and particularly preferably at least 20% different from the value of the first filter edge and in particular this factor is smaller than the value of the first filter edge.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass den ersten spektralen Transmissionsbereich eine erste Zentralwellenlänge und der zweite spektrale Transmissionsbereich eine zweite Zentralwellenlänge aufweist, welche relativ zur ersten Zentralwellenlänge spektral verschoben ist. Es kann vorteilhaft eine Effizienz der Bildgebung weiter verbessert werden. Insbesondere kann eine spektrale Trennung der Transmissionsbereiche verbessert werden. Weiter vorteilhaft können die Transmissionsbereiche auf vorgesehene Wellenlängenbereiche abgestimmt werden. Unter einer „Zentralwellenlänge“ soll insbesondere der Mittelwert des spektralen Transmissionsbereichs verstanden werden. Insbesondere ist ein Wert einer Wellenlänge der zweiten Zentralwellenlänge kleiner als ein Wert einer Wellenlänge der ersten Zentralwellenlänge. Der Wert der zweiten Zentralwellenlänge ist vorzugsweise zumindest um 1 %, vorzugsweise zumindest um 10 % und besonders bevorzugt zumindest um 20 % verschieden von dem Wert der ersten Zentralwellenlänge und insbesondere um diesen Faktor kleiner als der Wert der ersten Zentralwellen länge.It is further proposed that the first spectral transmission range have a first central wavelength and the second spectral transmission range have a second central wavelength which is spectrally shifted relative to the first central wavelength. An imaging efficiency can advantageously be further improved. In particular, a spectral separation of the transmission areas can be improved. The transmission ranges can also advantageously be matched to the intended wavelength ranges. A “central wavelength” is to be understood in particular as the mean value of the spectral transmission range. In particular, a value of a wavelength of the second central wavelength is smaller than a value of a wavelength of the first central wavelength. The value of the second central wavelength is preferably at least 1%, preferably at least 10% and particularly preferably at least 20% different from the value of the first central wavelength and in particular by this factor smaller than the value of the first central wavelength.
Es wird außerdem vorgeschlagen, dass der erste spektrale Transmissionsbereich eine erste Bandbreite und der zweite spektrale Transmissionsbereich eine zweite Bandbreite aufweist, welche zumindest zu einem Großteil der ersten Bandbreite entspricht. Es kann vorteilhaft eine Effizienz der Bildgebung weiter verbessert werden. Insbesondere kann eine spektrale Trennung der Transmissionsbereiche verbessert werden. Weiter vorteilhaft können die Transmissionsbereiche auf vorgesehene Wellenlängenbereiche abgestimmt werden. Unter einer „Bandbreite“ soll insbesondere eine Breite des spektralen Transmissionsbereichs verstanden werden. Unter „zu einem Großteil entsprechend“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine von dem ersten Transmissionsbereich eingeschlossene Fläche zumindest zu einem Großteil der von dem zweiten Transmissionsberiecht eingeschlossenen Fläche entspricht und sich vorzugsweise zumindest zu einem Großteil mit dieser überschneidet. Insbesondere ist ein Wert einer Wellenlänge der zweiten Bandbreite kleiner als ein Wert einer Wellenlänge der ersten Bandbreite. Der Wert der zweiten Bandbreite ist insbesondere zumindest um 1 %, vorzugsweise zumindest um 10 % und besonders bevorzugt zumindest um 20 % verschieden von dem Wert der ersten Bandbreite und insbesondere um diesen Fakor kleiner als der Wert der ersten Bandbreite.It is also proposed that the first spectral transmission range has a first bandwidth and the second spectral transmission range has a second bandwidth, which corresponds at least to a large extent to the first bandwidth. An imaging efficiency can advantageously be further improved. In particular, a spectral separation of the transmission areas can be improved. The transmission ranges can also advantageously be matched to the intended wavelength ranges. A “bandwidth” is to be understood as meaning, in particular, a width of the spectral transmission range. “Corresponding to a large extent” is to be understood in particular to mean that an area enclosed by the first transmission area corresponds at least to a large extent to the area enclosed by the second transmission area and preferably at least to a large extent overlaps with it. In particular, a value of a wavelength of the second bandwidth is smaller than a value of a wavelength of the first bandwidth. The value of the second bandwidth is in particular at least 1%, preferably at least 10% and particularly preferably at least 20% different from the value of the first bandwidth and in particular this factor is smaller than the value of the first bandwidth.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass der Spektralfilter als ein Interferenzfilter ausgebildet ist. Es kann vorteilhaft eine Effizienz der Bildgebung weiter verbessert werden. Insbesondere können Wellenlängenbereich von Transmissionsspektren maßgeschneidert auf eine Anwendungsbereich abgestimmt werden. Ferner könnte es sich bei dem Spektralfilter um einen Interferenzspiegel, einen Interferenzstrahlteiler oder dergleichen handeln. Der Interferenzfilter könnte als ein Monochromator oder aber auch ein dielektrischer Spiegel ausgebildet sein.It is also proposed that the spectral filter be designed as an interference filter. An imaging efficiency can advantageously be further improved. In particular, the wavelength range of transmission spectra can be tailored to an application area. Furthermore, the spectral filter could be an interference mirror, an interference beam splitter or the like. The interference filter could be designed as a monochromator or else a dielectric mirror.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Bilderfassungseinheit dazu eingerichtet ist, den Spektralfilter von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand und/oder umgekehrt zu überführen. Um den Betriebszustand des Spektralfilters, insbesondere relativ zum Bilderfassungssensorik zu verändern, könnte in etwa die Bilderfassungssensorik verstellbar sein, beispielsweise könnte die Bilderfassungseinheit dazu ein Lager aufweisen. Bevorzugt ist jedoch der Spektralfilter zur Veränderung des Betriebszustands des Spektralfilters, insbesondere relativ zur Bilderfassungssensorik, verstellbar. Alternativ könnten sowohl der Spektralfilter, als auch die Bilderfassungssensorik verstellbar sein. Besonders bevorzugt weist die Filtereinheit wenigstens ein Lager auf, welches dazu ausgebildet ist, den Spektralfilter von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand und/oder umgekehrt überführbar zu lagern. Es kann vorteilhaft ein Bauraumteil bzw. eine Bauraumeffizienz verbessert werden. Bei dem Lager handelt es sich insbesondere um ein Schwenk- und/oder Kipplager. Das Lager ist insbesondere zu einem Verschwenken des Spektralfilters um eine zur Haupterstreckungsebene des Spektralfilters liegende Schwenkachse vorgesehen. Ferner könnte das Lager zu einem Verkippen des Spektralfilters um eine in der Haupterstreckungsebenen liegenden Kippachse ausgebildet sein.It is also proposed that the image acquisition unit be set up to transfer the spectral filter from the first operating state to the second operating state and / or vice versa. In order to change the operating state of the spectral filter, in particular relative to the image acquisition sensor system, the image acquisition sensor system could approximately be adjustable, for example the image acquisition unit could have a bearing for this purpose. However, the spectral filter is preferably adjustable for changing the operating state of the spectral filter, in particular relative to the image acquisition sensor system. Alternatively, both the spectral filter and the image acquisition sensor system could be adjustable. Particularly preferably, the filter unit has at least one bearing which is designed to mount the spectral filter so that it can be transferred from the first operating state to the second operating state and / or vice versa. An installation space part or installation space efficiency can advantageously be improved. The bearing is in particular a pivot and / or tilt bearing. The bearing is in particular for pivoting the spectral filter about a plane lying to the main plane of extent of the spectral filter Pivot axis provided. Furthermore, the bearing could be designed to tilt the spectral filter about a tilt axis lying in the main extension plane.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Filtereinheit wenigstens einen Aktor umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, den Spektralfilter von der ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand und/oder umgekehrt zu überführen. Es kann vorteilhaft ein Bauteil bzw. eine Bauraumeffizienz verbessert werden. Insbesondere kann auf eine aufwendige Mechanik zur Verstellung des Spektralfilters verzichtet werden. Der Aktor kann insbesondere als ein Schrittmotor ausgebildet sein, wobei vorzugsweise Einzelschritte des Aktors Winkelsegmente des Winkels zwischen dem ersten Betriebszustand und zweiten Betriebszustand des Spektralfilters, insbesondere relativ zur Bilderfassungssensorik, entsprechen können. Alternativ oder zusätzlich könnte die Bilderfassungseinheit zur Verstellung der Bilderfassungssensorik einen Aktor aufweisen.In one embodiment of the invention it is proposed that the filter unit comprises at least one actuator which is designed to transfer the spectral filter from the first operating state to the second operating state and / or vice versa. A component or installation space efficiency can advantageously be improved. In particular, a complex mechanism for adjusting the spectral filter can be dispensed with. The actuator can in particular be designed as a stepping motor, wherein preferably individual steps of the actuator can correspond to angle segments of the angle between the first operating state and the second operating state of the spectral filter, in particular relative to the image acquisition sensor system. As an alternative or in addition, the image acquisition unit could have an actuator for adjusting the image acquisition sensor system.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Aktor dazu ausgebildet ist, mindestens 15 mal, vorzugsweise mindestens 30 mal und besonders bevorzugt mindestens 60 mal pro Sekunde den Spektralfilter von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand des Spektralfilters und/oder umgekehrt zu überführen. Es kann vorteilhaft eine Visualisierung von Bildinformationen verbessert werden. Insbesondere können bewegte Bildinformationen aufgenommen werden, welche Beobachtungen in Echtzeit ermöglichen. Weiter vorteilhaft können in Echtzeit Bildinformationen, welche zum einen dem ersten spektralen Transmissionsberiech und zum anderen dem zweiten spektralen Transmissionsbereich entsprechen bereitgestellt werden. Dabei können diese insbesondere als separate oder überlagerte Bildinformationen bereitgestellt werden. Ferner ist der Aktor dazu ausgebildet, mindestens 15 mal, vorzugsweise mindestens 30 mal und besonders bevorzugt mindestens 60 mal pro Sekunde den Spektralfilter von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand des Spektralfilters zu überführen.In a preferred embodiment of the invention, it is proposed that the actuator is designed to transfer the spectral filter from the first operating state to the second operating state of the spectral filter and / or vice versa at least 15 times, preferably at least 30 times and particularly preferably at least 60 times per second . A visualization of image information can advantageously be improved. In particular, moving image information can be recorded, which enables real-time observations. In a further advantageous manner, image information can be provided in real time which on the one hand corresponds to the first spectral transmission range and on the other hand corresponds to the second spectral transmission range. This can be provided in particular as separate or superimposed image information. Furthermore, the actuator is designed to transfer the spectral filter from the second operating state to the first operating state of the spectral filter at least 15 times, preferably at least 30 times and particularly preferably at least 60 times per second.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die medizinische Bildgebungsvorrichtung wenigstens eine Beleuchtungseinheit umfasst, welche zur Beleuchtung eines von der Bilderfassungseinheit zu erfassenden Objekts ausgebildet ist. Es kann vorteilhaft eine Bildgebung weiter verbessert werden. Insbesondere kann eine Beleuchtung zu untersuchender Objekte verbessert werden. Weiterhin kann eine gezielte Anregung zu untersuchender Objekte durch die bereitgestellte Beleuchtung erzielt werden. Bei dem zu erfassenden Objekt kann es sich um in einer Kavität angeordnetes Objekt handeln, wie beispielsweise Gewebe, ein Organ oder dergleichen. Zur Beleuchtung weist die Beleuchtungseinheit zumindest ein Beleuchtungselement auf. Insbesondere kann die Beleuchtungseinheit verschieden ausgebildete Beleuchtungselemente aufweisen, welche dazu ausgebildet sein können, verschiedene Beleuchtungsspektren bereitzustellen. Beispielsweise kann ein Beleuchtungselement als LED, Laser, Laserdiode, Halogenlampe, Weißlichtlampe oder dergleichen ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Beleuchtungseinheit über einen Beleuchtungsfilter verfügen, welcher dazu ausgebildet ist, vorgesehene Beleuchtungsspektren, welche als Beleuchtungslicht eine Lichtquelle dienen, zu transmittieren. Das zu beleuchtende Objekt kann insbesondere das Beleuchtungsspektrum reflektieren. Ferner kann das zu beleuchtende Objekt mit spontan Licht emittierendes Material umfassen und/oder mit diesem versehen sein, welches vorzugsweise basierend auf einer Anregung durch das Beleuchtungsspektrum, welches im Wesentlichen einem Absorptionsspektrum des Materials entspricht Licht eines Emissionsspektrums emittiert.It is also proposed that the medical imaging device comprises at least one lighting unit which is designed to illuminate an object to be recorded by the image recording unit. Imaging can advantageously be further improved. In particular, an illumination of objects to be examined can be improved. Furthermore, a targeted excitation of objects to be examined can be achieved by the provided lighting. The object to be detected can be an object arranged in a cavity, such as tissue, an organ or the like, for example. The lighting unit has at least one lighting element for lighting. In particular, the lighting unit can have differently designed lighting elements which can be designed to provide different lighting spectra. For example, a lighting element can be designed as an LED, laser, laser diode, halogen lamp, white light lamp or the like. As an alternative or in addition, the lighting unit can have an lighting filter which is designed to transmit provided lighting spectra which serve as lighting light from a light source. The object to be illuminated can in particular reflect the illumination spectrum. Furthermore, the object to be illuminated can comprise and / or be provided with spontaneously light-emitting material, which preferably emits light of an emission spectrum based on an excitation by the illumination spectrum, which essentially corresponds to an absorption spectrum of the material.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinheit dazu ausgebildet ist, wenigstens ein erstes Beleuchtungslicht gemäß eines Beleuchtungsspektrums, welches zumindest zu einem Großteil außerhalb des ersten spektralen Transmissionsbereichs liegt, bereitzustellen. Es kann vorteilhaft eine Bildgebung weiter verbessert werden. Insbesondere kann eine Anregung von spontan Licht emittierendem Material durch das Beleuchtungslicht erzielt werden, ohne dass das Beleuchtungslicht ein Emissionsspektrum des Materials bei einer Bildgebung maßgeblich überlagert. Unter „einem Großteil außerhalb“ soll hier insbesondere verstanden werden, dass ein Großteil einer von dem Beleuchtungsspektrum eingeschlossenen Fläche außerhalb einer von dem Transmissionsberiech eingeschlossenen Fläche liegt. Insbesondere liegt das Beleuchtungsspektrum spektral unterhalb des ersten spektralen Transmissionsbereichs.It is further proposed that the lighting unit is designed to provide at least one first lighting light according to an lighting spectrum which is at least for the most part outside of the first spectral transmission range. Imaging can advantageously be further improved. In particular, excitation of spontaneously light-emitting material can be achieved by the illuminating light without the illuminating light significantly superimposing an emission spectrum of the material during imaging. “A large part outside” is to be understood here in particular as meaning that a large part of an area enclosed by the illumination spectrum lies outside an area enclosed by the transmission area. In particular, the illumination spectrum is spectrally below the first spectral transmission range.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Beleuchtungsspektrum zumindest zu einem Großteil einem Absorptionsspektrum eines spontan Licht emittierenden Materials des zu beleuchtenden Objekts entspricht. Unter „zumindest zu einem Großteil entsprechend“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine von dem Beleuchtungsspektrum eingeschlossene Fläche zumindest zu einem Großteil einer von dem Absorptionsspektrum eingeschlossenen Fläche entspricht und vorzugsweise sich zumindest zu einem Großteil mit dieser überlagert. Bei dem spontan Licht emittierenden Material kann es sich insbesondere um ein fluoreszierendes und/oder phosphoreszierendes Material, insbesondere Farbstoff, handeln. Vorzugsweise ist das spontan Licht emittierende Material Teil von Gewebe, wie beispielsweise fluoreszierende Proteine, insbesondere Porphyrine und vorzugsweise Protoporphyrine. Ferner kann es sich bei dem Material um Fluorophore handeln, insbesondere Fluoreszin, Cyanin oder dergleichen und zwar besonders bevorzugt Indocyaningrün (ICG - Indocyanine green) und/oder OTL38.Furthermore, it is proposed that the illumination spectrum corresponds at least to a large extent to an absorption spectrum of a spontaneously light-emitting material of the object to be illuminated. “Corresponding at least to a large extent” is to be understood in particular to mean that an area enclosed by the illumination spectrum corresponds at least to a large extent to an area enclosed by the absorption spectrum and is preferably at least largely superimposed on it. The spontaneously light-emitting material can in particular be a fluorescent and / or phosphorescent material, in particular a dye. The spontaneously light-emitting material is preferably part of tissue, such as for example fluorescent proteins, in particular porphyrins and preferably protoporphyrins. Furthermore, the material can be fluorophores, in particular fluorescein, cyanine or the like, specifically particularly preferably indocyanine green (ICG - Indocyanine green) and / or OTL38.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass ein Emissionsspektrum eines mittels der Beleuchtungseinheit beleuchteten spontan Licht emittierenden Materials zumindest zu einem Großteil im ersten spektralen Transmissionsbereich liegt. Es kann vorteilhaft eine Bildgebung verbessert werden. Insbesondere kann derart ein Großteil des von dem Material emittierten Lichts bei der Bildgebung berücksichtigt werden. Somit kann insbesondere in dem ersten Betriebszustand eine Autofluoreszenz- und/oder Fluoreszenzdarstellung erzielt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Emissionsspektrum um das Emissionsspektrum des autofluoreszierenden Gewebes und/oder eines Farbstoffs und zwar besonders bevorzugt Indocyaningrün.It is further proposed that an emission spectrum of a spontaneously light-emitting material illuminated by means of the lighting unit lies at least for the most part in the first spectral transmission range. Imaging can advantageously be improved. In particular, a large part of the light emitted by the material can be taken into account in the imaging in this way. Thus, in particular in the first operating state, an autofluorescence and / or fluorescence display can be achieved. The emission spectrum is preferably the emission spectrum of the autofluorescent tissue and / or of a dye, particularly preferably indocyanine green.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinheit dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Beleuchtungslicht mit einem Beleuchtungsspektrum, insbesondere Weißlicht bereitzustellen, welches zumindest zu einem Großteil innerhalb dem zweiten spektralen Transmissionsbereich liegt. Es kann vorteilhaft eine Bildgebung verbessert werden. Insbesondere kann derart ein Großteil des von dem Material reflektierten Lichts bei der Bildgebung berücksichtigt werden. Somit kann insbesondere in dem zweiten Betriebszustand eine Weißlichtdarstellung erzielt werden, welches auf der Reflexion und/oder der Absorption spektraler Anteile des Beleuchtungslichts durch das zu untersuchenden Objekt beruht. Unter zumindest „zu einem Großteil innerhalb“ soll insbesondere verstanden, dass zumindest ein Großteil einer von Beleuchtungsspektrum eingeschlossenen Fläche innerhalb einer von dem zweiten Transmissionsbereich eingeschlossenen Fläche liegt und sich vorzugsweise mit dieser zumindest zu einem Großteil mit dieser überschneidet.It is further proposed that the lighting unit is designed to provide at least one lighting light with an lighting spectrum, in particular white light, which is at least for the most part within the second spectral transmission range. Imaging can advantageously be improved. In particular, a large part of the light reflected by the material can be taken into account in the imaging in this way. Thus, in particular in the second operating state, a white light display can be achieved which is based on the reflection and / or the absorption of spectral components of the illuminating light by the object to be examined. By at least “largely within” is to be understood in particular that at least a large part of an area enclosed by the illumination spectrum lies within an area enclosed by the second transmission area and preferably overlaps with this area at least to a large extent.
Es wird außerdem vorgeschlagen, dass ein weiteres Emissionsspektrum eines mittels der Beleuchtungseinheit beleuchteten weiteren spontan Licht emittierenden Materials zumindest zu einem Großteil außerhalb eines ersten spektralen Transmissionsbereichs liegt. Es kann vorteilhaft eine Bildgebung weiter verbessert werden, bei welcher zwischen dem Emissionsspektrum und dem weiteren Emissionsspektrum unterschieden werden kann. Unter zumindest „zu einem Großteil außerhalb“ soll insbesondere verstanden, dass zumindest ein Großteil einer von Emissionsspektrum eingeschlossenen Fläche außerhalb einer von dem ersten Transmissionsbereich eingeschlossenen Fläche liegt und sich vorzugsweise mit dieser zumindest zu einem Großteil keine Überschneidung aufweist.It is also proposed that a further emission spectrum of a further spontaneously light-emitting material illuminated by means of the lighting unit lies at least for the most part outside of a first spectral transmission range. An imaging can advantageously be further improved in which a distinction can be made between the emission spectrum and the further emission spectrum. By at least “largely outside” is to be understood in particular that at least a large part of an area enclosed by the emission spectrum lies outside an area enclosed by the first transmission area and preferably at least largely does not overlap with this area.
Zudem wird vorgeschlagen, dass ein weiteres Emissionsspektrum eines mittels der Beleuchtungseinheit beleuchteten weiteren spontan Licht emittierenden Materials zumindest zu einem Großteil innerhalb des zweiten spektralen Transmissionsbereichs liegt. Es kann vorteilhaft eine Bildgebung weiter verbessert werden, bei welcher zwischen dem Emissionsspektrum und dem weiteren Emissionsspektrum unterschieden werden kann. Unter zumindest „zu einem Großteil innerhalb“ soll insbesondere verstanden, dass zumindest ein Großteil einer von dem Emissionsspektrum eingeschlossenen Fläche innerhalb einer von dem zweiten Transmissionsbereich eingeschlossenen Fläche liegt und sich vorzugsweise mit dieser zumindest zu einem Großteil mit dieser überschneidet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem weiteren spontan Licht emittierenden Material um OTL38.In addition, it is proposed that a further emission spectrum of a further spontaneously light-emitting material illuminated by means of the lighting unit lies at least for the most part within the second spectral transmission range. An imaging can advantageously be further improved in which a distinction can be made between the emission spectrum and the further emission spectrum. By at least “largely within” is to be understood in particular that at least a large part of an area enclosed by the emission spectrum lies within an area enclosed by the second transmission area and preferably overlaps with this area at least to a large extent. The further spontaneously light-emitting material is preferably OTL38.
Zu einer Abbildung transmittierten Lichts kann die Filtereinheit eine Abbildungslinse aufweisen. Es wäre denkbar, dass eine solche Abbildungslinse vor oder hinter dem Spektralfilter angeordnet seien kann. Um jedoch chromatische Abbildungsfehler zu verringern und/oder zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die Filtereinheit wenigstens eine schaltbare Abbildungslinse umfasst, welche zwischen Spektralfilter und Bilderfassungssensorik angeordnet ist und welche dazu ausgebildet ist, abhängig von einem Betriebszustand des Spektralfilters, ein von dem Spektralfilter transmittiertes Transmissionsspektrum auf die Bilderfassungssensorik abzubilden. Unter einer schaltbaren Abbildungslinse soll insbesondere eine Abbildungslinse verstanden werden, welche hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften, beispielsweise durch Beaufschlagung mit einer Spannung und/oder Strom, schaltbar ist. Die Abbildungslinse könnte vorzugsweise ein Formgedächtnis-Material umfassen. Bevorzugt ist eine Brennweite der Abbildungslinse schaltbar. Die Beleuchtungslinse weiste insbesondere einen ersten Schaltzustand auf, in welchem diese eine erste Brennweite umfasst, welche Licht gemäß dem ersten Transmissionsspektrums scharf auf die Bilderfassungssensorik abbildet. Ferner weist die Abbildungslinse insbesondere einen zweiten Schaltzustand auf, in welchem diese eine zweite Brennweite umfasst, welche von der ersten Brennweite verschieden ist, und welche Licht gemäß eines zweiten Transmissionsspektrums, welches von dem ersten Transmissionspektrum verschieden ist, scharf auf die Bilderfassungssensorik abbildet.The filter unit can have an imaging lens for imaging transmitted light. It would be conceivable that such an imaging lens can be arranged in front of or behind the spectral filter. However, in order to reduce and / or avoid chromatic imaging errors, it is proposed that the filter unit include at least one switchable imaging lens which is arranged between the spectral filter and the image acquisition sensor system and which is designed for a transmission spectrum transmitted by the spectral filter, depending on an operating state of the spectral filter to be mapped onto the image acquisition sensors. A switchable imaging lens is to be understood in particular as an imaging lens which is switchable with regard to its optical properties, for example by applying a voltage and / or current. The imaging lens could preferably comprise a shape memory material. A focal length of the imaging lens is preferably switchable. The illumination lens has, in particular, a first switching state in which it comprises a first focal length which images light according to the first transmission spectrum sharply onto the image acquisition sensor system. Furthermore, the imaging lens has in particular a second switching state in which it comprises a second focal length which is different from the first focal length and which images light according to a second transmission spectrum, which is different from the first transmission spectrum, sharply onto the image acquisition sensor system.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Filtereinheit zumindest einen weiteren Spektralfilter aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, in einem weiteren ersten Betriebszustand Licht gemäß eines weiteren ersten spektralen Transmissionsbereichs zu transmittieren und in einem weiteren zweiten Betriebszustand dazu ausgebildet ist, Licht gemäß eines weiteren zweiten spektralen Transmissionsbereich zu transmittieren. Es kann vorteilhaft eine Bildgebung weiter verbessert werden, bei welchen verschiedenste Arten von Spektren zur Bildgebung genutzt werden können. Der weitere Spektralfilter ist bis auf seine optischen Eigenschaften insbesondere zumindest im Wesentlichen identisch zum Spektralfilter ausgebildet. Unter „zumindest im Wesentlichen identisch“ soll bis auf Herstellung und/oder Montagetoleranzen identisch verstanden werden. Dabei unterscheiden sich der weitere erster Transmissionsbereich und der weitere zweite Transmissionsbereich in äquivalenter Weise voneinander, wie es auch der erste Transmissionsbereich des Spektralfilters und der zweite Transmissionsbereich des Spektralfilters tun und zwar insbesondere in Bezug auf Filterkanten, Bandbreiten und/oder Zentralwellenlänge des jeweiligen weiteren Transmissionsbereichs. Die optischen Eigenschaften des Spektralfilters sind dabei so gewählt, dass dieser insbesondere in dem ersten Betriebszustand zur Autofluoreszenzbildgebung und vorzugsweise in dem zweiten Betriebszustand zur Weißlichtbildgebung ausgebildet ist. Die optischen Eigenschaften des weiteren Spektralfilters sind dabei so gewählt, dass dieser insbesondere in dem weiteren ersten Betriebszustand zur Fluoreszenzbildgebung, vorzugsweise mittels Indocyaningrün, und vorzugsweise in dem zweiten Betriebszustand zu einer weiteren Fluoreszenzbildgebung, vorzugsweise mittels OTL38, ausgebildet ist. Insbesondere ist zumindest einer der weiteren Transmissionsbereiche des weiteren Spektralfilters von zumindest einem Transmissionsbereich der Transmissionsbereiche des weiteren Spektralfilters verschieden. Der erste Transmissionsbereich ist insbesondere im Vergleich zum weiteren ersten Transmissionsbereich in Richtung kleinerer Wellenlängen verschoben. Der erste Transmissionsbereich und der weitere erste Transmissionsbereich sind vorzugsweise frei von einer Überschneidung miteinander. Der zweite Transmissionsbereich ist insbesondere im Vergleich zum weiteren zweiter Transmissionsbereich in Richtung kleinerer Wellenlängen verschoben. Der zweite Transmissionsbereich und der weitere zweite Transmissionsbereich sind vorzugsweise frei von einer Überschneidung miteinander. Besonders bevorzugt sind die Transmissionsbereiche und die weiteren Transmissionsbereiche frei von einer Überschneidung miteinander.It is further proposed that the filter unit has at least one further spectral filter which is designed to supply light in a further first operating state in accordance with a further first spectral transmission range transmit and is designed in a further second operating state to transmit light according to a further second spectral transmission range. An imaging can advantageously be further improved in which the most varied types of spectra can be used for imaging. Except for its optical properties, the further spectral filter is designed in particular to be at least essentially identical to the spectral filter. “At least essentially identical” should be understood to be identical except for production and / or assembly tolerances. The further first transmission range and the further second transmission range differ from one another in an equivalent manner, as do the first transmission range of the spectral filter and the second transmission range of the spectral filter, in particular with regard to filter edges, bandwidths and / or central wavelength of the respective further transmission range. The optical properties of the spectral filter are selected in such a way that it is designed in particular in the first operating state for autofluorescence imaging and preferably in the second operating state for white light imaging. The optical properties of the further spectral filter are selected so that it is designed in particular in the further first operating state for fluorescence imaging, preferably by means of indocyanine green, and preferably in the second operating state for further fluorescence imaging, preferably by means of OTL38. In particular, at least one of the further transmission areas of the further spectral filter is different from at least one transmission area of the transmission areas of the further spectral filter. The first transmission range is shifted in the direction of smaller wavelengths, in particular in comparison to the further first transmission range. The first transmission area and the further first transmission area are preferably free of any overlap with one another. The second transmission range is shifted in the direction of smaller wavelengths, in particular in comparison to the further second transmission range. The second transmission area and the further second transmission area are preferably free from overlapping with one another. The transmission areas and the further transmission areas are particularly preferably free from overlapping with one another.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Bilderfassungseinheit zumindest eine weitere Bilderfassungssensorik umfasst, welche dem weiteren Spektralfilter zugeordnet und welcher in Blickrichtung der weiteren Bilderfassungssensorik betrachtet vor dieser angeordnet ist. Es kann vorteilhaft eine Effizienz einer Bildgebung weiter verbessert werden. Insbesondere ermöglicht die weitere Bilderfassungssensorik das Aufnehmen mit der Bilderfassungssensorik, sodass verschiedene Bildinformationen zugleich erfasst werden können. Die weitere Bilderfassungssensorik ist insbesondere zumindest im Wesentlichen identisch zur Bilderfassungssensorik ausgebildet. Insbesondere weist die Bilderfassungseinheit eine Anzahl von Bilderfassungssensoriken auf, welche der Anzahl von Spektralfiltern entspricht.It is further proposed that the image acquisition unit comprises at least one further image acquisition sensor system which is assigned to the further spectral filter and which is arranged in front of the further image acquisition sensor system when viewed in the direction of view of the further image acquisition sensor system. An imaging efficiency can advantageously be further improved. In particular, the further image acquisition sensor system enables recording with the image acquisition sensor system, so that different image information can be acquired at the same time. The further image acquisition sensor system is designed, in particular, to be at least essentially identical to the image acquisition sensor system. In particular, the image acquisition unit has a number of image acquisition sensors which corresponds to the number of spectral filters.
Insbesondere um eine gezielte Taktung der Bilderfassungseinheit zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass die medizinische Bildgebungsvorrichtung wenigstens eine Steuereinheit umfasst, welche dazu ausgebildet ist, zumindest die Bilderfassungseinheit anzusteuern. Unter einer „Steuereinheit“ soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, welche zumindest einen Prozessor und vorzugsweise einen Speicher umfasst. Der Prozessor ist dazu ausgebildet, ein Betriebsprogramm zum Betrieb der Bilderfassungsvorrichtung auszuführen. Vorzugsweise ist das Betriebsprogramm auf dem Speicher hinterlegt.In particular, in order to ensure a targeted clocking of the image acquisition unit, it is proposed that the medical imaging device comprise at least one control unit which is designed to control at least the image acquisition unit. A “control unit” is to be understood in particular as an electronic unit which comprises at least one processor and preferably a memory. The processor is designed to execute an operating program for operating the image capturing device. The operating program is preferably stored in the memory.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebszustand wenigstens eines Spektralfilters, insbesondere des Spektralfilters und/oder des weiteren Spektralfilters, der Filtereinheit zumindest eine Bilderfassungssensorik, insbesondere die Bilderfassungssensorik und/oder die weitere Bilderfassungssensorik, zu aktivieren oder zu deaktivieren. Es kann vorteilhaft eine Bilderfassung weiter verbessert werden. Insbesondere kann eine fehlerhafte Erfassung von nicht in dem Transmissionsbereich vorgesehenem transmittiertem Licht durch eine dauerhaft aktivierten Bilderfassungssensorik vermieden werden. Weiter vorteilhaft kann eine Flexibilität einer Bilderfassung verbessert werden. Die Steuereinheit steuert insbesondere die jeweilige Bilderfassungssensorik synchronisiert mit einem jeweiligen Betriebszustand eines jeweiligen Spektralfilters an. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit zumindest einen Betriebsmodus, welchem wenigstens ein Betriebszustand wenigstens eines Spektralfilters, insbesondere relativ zur wenigstens einer Bilderfassungssensorik, zugeordnet ist. Die Anzahl der Betriebsmodi entspricht dabei insbesondere der Anzahl aller möglichen Kombinationen der Betriebszustände der Spektralfilter. Die Anzahl der Betriebsmodi berechnet sich beispielsweise aus der Anzahl der Betriebszustände potenziert mit der Anzahl der Spektralfilter. Bevorzugt weist die Bildgebungsvorrichtung insgesamt zwei Spektralfilter mit jeweils zwei möglichen Betriebszuständen auf, woraus sich insbesondere eine Anzahl von vier verschiedenen Betriebsmodi ergibt. Es ergeben sich insbesondere Kombinationen der Betriebsmodi, wobei zeitgleiche Kombinationen von Betriebsmodi, in welchen sich der selbe Spektralfilter zeitgleich in verschiedenen Betriebzuständen befindet, ausgeschlossen sind. Im bevorzugten Fall können immer nur jeweils Betriebsmodi verschiedener Spektralfilter gleichzeitig durchgeführt werden. Vorzugsweise ist einem jeweiligen Betriebsmodus eine Aktivierung oder Deaktivierung der dem Spektralfilter zugeordneten Bilderfassungssensorik zugeordnet. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die Betriebsmodi untereinander abzuwechselnd und/oder zumindest teilweise gleichzeitig zu betreiben. Im bevorzugten Fall befindet sich in einem ersten Betriebsmodus der Spektralfilter in dem ersten Betriebszustand,, in einem zweiten Betriebsmodus der Spektralfilter in dem zweiten Betriebszustand,, in dem weiteren ersten Betriebsmodus der weitere Spektralfilte,r in dem weiteren ersten Betriebszustand und im weiteren zweiten Betriebsmodus der weitere Spektralfilter in dem weiteren zweiten Betriebszustand. Die Betriebsmodi sind insbesondere zur Bereitstellung verschiedener Darstellungsmethoden, wie beispielsweise Weißlichtdarstellung, Autofluoreszenzdarstellung und/oder Fluoreszendarstellung vorgesehen. Die Steuereinheit steuert dazu einen jeweiligen Aktor zur Überführung der Stellungen und/oder einer jeweiligen Bilderfassungssensorik entsprechend einer Taktung von zumindest 15 Hz, vorzugsweise zumindest 30 Hz und besonders bevorzugt zumindest 60 Hz an. Beispielsweise könnte die Steuereinheit gleichzeitig zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus und/oder dem weiteren ersten und weiteren zweiten Betriebsmodus alternieren. Die Steuereinheit ist insbesondere dazu ausgebildet, anhand der von der Bilderfassungssensorik sensierten Bilderfassung eine Bildinformation bereitzustellen. Vorzugsweise separiert die Steuereinheit mittels einer selben Bilderfassungssensorik aufgenommene Bildinformationen zweier alternierender Betriebsmodi in zwei separate Bildinformationen. Beispielsweise könnte die Steuereinheit Bildinformationen verschiedener Betriebsmodi aber gleicher Bilderfassungssensorik zu einem Film mit einer entsprechenden Bildrate erstellen, welche zumindest 15 Hz, vorzugsweise zumindest 30 Hz und besonders bevorzugt zumindest 60 Hz entspricht. Alternativ oder zusätzlich könnte die Steuereinheit Bildinformationen zweier oder mehrerer Betriebsmodi gemeinsam, gleichzeitig und/oder überlagert ausgeben, und zwar insbesondere als Film mit einer entsprechenden Bildrate von zumindest 15 Hz, vorzugsweise zumindest 30 Hz und besonders bevorzugt 60 Hz.It is proposed that the control unit is designed to activate or activate at least one image acquisition sensor system, in particular the image acquisition sensor system and / or the further image acquisition sensor system, depending on at least one operating state of at least one spectral filter, in particular the spectral filter and / or the further spectral filter, of the filter unit to deactivate. An image acquisition can advantageously be further improved. In particular, incorrect detection of transmitted light not provided in the transmission area can be avoided by a permanently activated image detection sensor system. A flexibility of image acquisition can further advantageously be improved. In particular, the control unit controls the respective image acquisition sensor system in a manner synchronized with a respective operating state of a respective spectral filter. The control unit preferably comprises at least one operating mode to which at least one operating state of at least one spectral filter, in particular relative to the at least one image acquisition sensor system, is assigned. The number of operating modes corresponds in particular to the number of all possible combinations of the operating states of the spectral filters. The number of operating modes is calculated, for example, from the number of operating states raised to the power of the number of spectral filters. The imaging device preferably has a total of two spectral filters, each with two possible operating states, which in particular results in a number of four different operating modes. In particular, combinations of the operating modes result, simultaneous combinations of operating modes in which the same spectral filter is in different operating states at the same time are excluded. in the In the preferred case, only operating modes of different spectral filters can be carried out simultaneously. An activation or deactivation of the image acquisition sensor system assigned to the spectral filter is preferably assigned to a respective operating mode. The control unit is designed to operate the operating modes alternately and / or at least partially simultaneously. In the preferred case, in a first operating mode, the spectral filter is in the first operating state, in a second operating mode the spectral filter is in the second operating state, in the further first operating mode the further spectral filter, r in the further first operating state and in the further second operating mode further spectral filters in the further second operating state. The operating modes are intended in particular to provide various display methods, such as white light display, autofluorescence display and / or fluorescence display. To this end, the control unit controls a respective actuator for transferring the positions and / or a respective image acquisition sensor system in accordance with a timing of at least 15 Hz, preferably at least 30 Hz and particularly preferably at least 60 Hz. For example, the control unit could alternate between the first operating mode and the second operating mode and / or the further first and further second operating modes at the same time. The control unit is designed in particular to provide image information based on the image acquisition sensed by the image acquisition sensor system. The control unit preferably separates image information of two alternating operating modes recorded by means of the same image acquisition sensor system into two separate image information items. For example, the control unit could create image information of different operating modes but the same image acquisition sensor system for a film at a corresponding frame rate which corresponds to at least 15 Hz, preferably at least 30 Hz and particularly preferably at least 60 Hz. Alternatively or additionally, the control unit could output image information from two or more operating modes together, simultaneously and / or superimposed, in particular as a film with a corresponding frame rate of at least 15 Hz, preferably at least 30 Hz and particularly preferably 60 Hz.
Es wird zudem vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebszustand,, insbesondere dem Betriebszustand und/oder dem weiteren Betriebszustand, wenigstens eines Spektralfilters, insbesondere des Spektralfilters und/oder des weiteren Spektralfilters, der Filtereinheit zumindest ein Beleuchtungslicht gemäß wenigstens eines Beleuchtungsspektrums der Beleuchtungseinheit zu aktivieren oder zu deaktivieren. Es kann vorteilhaft eine Bilderfassung weiter verbessert werden. Insbesondere kann eine fehlerhafte Erfassung von nicht für einen jeweiligen Transmissionsbereich vorgesehenem Beleuchtungslicht durch eine dauerhaft aktivierte Beleuchtung vermieden werden. Weiter vorteilhaft kann eine Flexibilität einer Bilderfassung verbessert werden. Die Steuereinheit steuert insbesondere das jeweilige Beleuchtungslicht bzw. das Beleuchtungslicht bereitstellende Beleuchtungselement der Beleuchtungseinheit synchronisiert mit einem jeweiligen Betriebszustand eines jeweiligen Spektralfilters an, wobei diese vorzugsweise zusätzlich von der Steuereinheit mit einer jeweiligen Bilderfassungssensorik synchronisiert werden. Die Steuereinheit kann das Beleuchtungslicht gemäß einem jeweiligen Betriebsmodus aktivieren und/oder deaktivieren, wobei eine Aktivierung oder Deaktivierung von verschiedenen Beleuchtungsspektren verschiedenen Betriebsmodi zugeordnet ist.It is also proposed that the control unit is designed to, depending on at least one operating state, in particular the operating state and / or the further operating state, at least one spectral filter, in particular the spectral filter and / or the further spectral filter, the filter unit according to at least one illumination light to activate or deactivate at least one lighting spectrum of the lighting unit. An image acquisition can advantageously be further improved. In particular, incorrect detection of illumination light not provided for a respective transmission area can be avoided by permanently activated illumination. A flexibility of image acquisition can further advantageously be improved. The control unit controls in particular the respective illuminating light or the illuminating element of the illuminating unit that provides the illuminating light, synchronized with a respective operating state of a respective spectral filter, these being preferably additionally synchronized by the control unit with a respective image acquisition sensor system. The control unit can activate and / or deactivate the illumination light according to a respective operating mode, activation or deactivation of different illumination spectra being assigned to different operating modes.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebszustand wenigstens eines Spektralfilters einen Schaltzustand der schaltbaren Abbildungslinse zu aktivieren oder zu deaktivieren. Es kann vorteilhaft eine Bilderfassung weiter verbessert werden. Insbesondere kann eine fehlerhafte Erfassung von nicht für einen jeweiligen Transmissionsbereich vorgesehenen Brennweite durch eine gezielte Aktivierung der verschiedenen Schaltzustände der schaltbaren Abbildungslinse vermieden werden. Die Steuereinheit steuert insbesondere einen Schaltzustand der Abbildungslinse synchronisiert mit einem jeweiligen Betriebszustand eines jeweiligen Spektralfilters an, wobei dieser vorzugsweise von der Steuereinheit wiederum mit einer jeweiligen Bilderfassungssensorik und/oder Beleuchtungseinheit synchronisiert werden. Die Steuereinheit kann die Abbildungslinse gemäß eines Schaltzustands der Abbildungslinse verschiedenen Betriebsmodi zugeordnet ist.It is further proposed that the control unit is designed to activate or deactivate a switching state of the switchable imaging lens as a function of at least one operating state of at least one spectral filter. An image acquisition can advantageously be further improved. In particular, incorrect detection of focal lengths not provided for a respective transmission area can be avoided by targeted activation of the various switching states of the switchable imaging lens. In particular, the control unit controls a switching state of the imaging lens synchronized with a respective operating state of a respective spectral filter, this being preferably synchronized by the control unit in turn with a respective image acquisition sensor system and / or lighting unit. The control unit can assign the imaging lens to different operating modes in accordance with a switching state of the imaging lens.
Es wird vorgeschlagen, dass die medizinische Bildgebungsvorrichtung zumindest teilweise ein medizinisches Bildgebungsgerät, insbesondere ein endoskopisches Bildgebungsgerät, ausbildet. Hierdurch kann insbesondere ein medizinisches Bildgebungsgerät mit einer verbesserten Effizienz bereitgestellt werden.It is proposed that the medical imaging device at least partially form a medical imaging device, in particular an endoscopic imaging device. In this way, a medical imaging device with improved efficiency can in particular be provided.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung, insbesondere einer endoskopischen Bildgebungsvorrichtung, beansprucht, bei welchem wenigstens ein Spektralfilter einer optischen Filtereinheit einer Bilderfassungssensorik zugeordnet und in Blickrichtung der Bilderfassungssensorik betrachtet vor dieser angeordnet ist.In a further aspect of the invention, a method for operating a medical imaging device, in particular an endoscopic imaging device, is claimed, in which at least one spectral filter is assigned to an optical filter unit of an image acquisition sensor system and is arranged in front of it when viewed in the viewing direction of the image acquisition sensor system.
Dabei wird vorgeschlagen, dass in wenigstens einem Verfahrensschritt der Spektralfilter in wenigstens einem ersten Betriebszustand, insbesondere relativ zur Bilderfassungssensorik, Licht gemäß eines ersten spektralen Transmissionsbereichs zur Bilderfassungssensorik transmittiert und in einem weiteren Verfahrensschritt der Spektralfilter in wenigstens einem zweiten Betriebszustand, insbesondere relativ zu Bilderfassungssensorik, Licht gemäß eines zweiten spektralen Transmissionsbereichs, welcher von dem ersten spektralen Transmissionsbereich zumindest teilweise verschieden ist, zur Bilderfassungssensorik transmittiert.It is proposed that in at least one method step the spectral filter in at least one first operating state, in particular relative to the image acquisition sensor system, transmits light according to a first spectral transmission range to the image acquisition sensor system, and in a further method step the spectral filter transmits light in at least one second operating state, in particular relative to image acquisition sensor system according to a second spectral transmission range, which is at least partially different from the first spectral transmission range, transmitted to the image acquisition sensor system.
Hierdurch kann insbesondere ein Verfahren zur medizinischen Bilderfassungsvorrichtung mit einer verbesserten Effizienz bereitgestellt werden.In this way, in particular, a method for the medical image acquisition device with improved efficiency can be provided.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, sowie das erfindungsgemäße Verfahren sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The device according to the invention and the method according to the invention should / should not be restricted to the application and embodiment described above. In particular, the device according to the invention and / or the method according to the invention can have a number of individual elements, components and units as well as method steps that differs from a number of individual elements, components and units as well as method steps mentioned herein. In addition, in the case of the value ranges specified in this disclosure, values lying within the stated limits should also be deemed disclosed and can be used in any way.
Es wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle in Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften, aber auch Verfahrensweisen, sinngemäß auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung. Das bedeutet, dass auch in Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt, beansprucht und ebenfalls zur Offenbarung gezählt werden können.It is pointed out in particular that all the features and properties described in relation to the device, but also procedures, can be applied analogously to the method according to the invention and can be used in the sense of the invention and are considered to be also disclosed. The same also applies in the opposite direction. This means that structural and device-related features mentioned in relation to the method can also be taken into account, claimed and also counted as part of the disclosure within the scope of the device claims.
Bezüglich optischer Eigenschaften, sei darauf hingewiesen, dass diese Schwankungen unterworfen sein können und zwar insbesondere mit Bezug auf eine Fluoreszenz, welche von externen Eigenschaften, wie beispielsweise einer Konzentration eines Farbstoffs, einem verwendeten Lösungsmittels für den Farbstoff, einer Intensität einer Anregung zur Fluoreszenz, einer Wellenlänge zur Anregung der Fluoreszenz oder dergleichen.With regard to optical properties, it should be pointed out that these fluctuations can be subject to, in particular with regard to fluorescence, which depends on external properties, such as a concentration of a dye, a solvent used for the dye, an intensity of an excitation for fluorescence, a Wavelength for exciting the fluorescence or the like.
Falls von einem bestimmten Objekt mehr als ein Exemplar vorhanden ist, ist nur eines davon in den Figuren und in der Beschreibung mit einem Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung dieses Exemplars kann entsprechend auf die anderen Exemplare von dem Objekt übertragen werden. Sind Objekte insbesondere mittels Zahlenwörtern, wie beispielsweise erstes, zweites, drittes Objekt etc. benannt, dienen diese der Benennung und/oder Zuordnung von Objekten. Demnach kann beispielsweise ein erstes Objekt und ein drittes Objekt, jedoch kein zweites Objekt umfasst sein. Allerdings könnten anhand von Zahlenwörtern zusätzlich auch eine Anzahl und/oder eine Reihenfolge von Objekten ableitbar sein.If there is more than one example of a certain object, only one of them is provided with a reference symbol in the figures and in the description. The description of this instance can be transferred accordingly to the other instances of the object. If objects are named in particular by means of numerical words, such as, for example, first, second, third object, etc., these are used to name and / or assign objects. Accordingly, for example, a first object and a third object, but not a second object, can be included. However, a number and / or a sequence of objects could also be derived from numerical words.
Zeichnungendrawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawings. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht, -
2 eine schematische Darstellung eines Teils der medizinischen Bildgebungsvorrichtung mit einer Bilderfassungseinheit in einer Draufsicht, -
3 ein schematisches Diagramm, in welchem optische Eigenschaften der medizinischen Bilderfassungsvorrichtung gemäß eines ersten Betriebszustands eines Spektralfilters relativ zu einer Bilderfassungssensorik der Bilderfassungseinheit dargestellt sind, -
4 ein schematisches Diagramm, in welchem optische Eigenschaften der medizinischen Bilderfassungsvorrichtung gemäß eines zweiten Betriebszustands eines Spektralfilters relativ zu einer Bilderfassungssensorik der Bilderfassungseinheit dargestellt sind, -
5 ein schematisches Diagramm, in welchem optische Eigenschaften der medizinischen Bilderfassungsvorrichtung gemäß einsr ersten Betriebszustands eines weiteren Spektralfilters relativ zu einer weiteren Bilderfassungssensorik der Bilderfassungseinheit dargestellt sind, -
6 ein schematisches Diagramm, in welchem optische Eigenschaften der medizinischen Bilderfassungsvorrichtung gemäß eines zweiten Betriebszustands eines Spektralfilters relativ zu einer Bilderfassungssensorik der Bilderfassungseinheit dargestellt sind, -
7 einen ersten Betriebsmodus der medizinischen Bildgebungsvorrichtung in einer Draufsicht, -
8 einen zweiten Betriebsmodus der medizinischen Bildgebungsvorrichtung in einer Draufsicht, -
9 einen weiteren ersten Betriebsmodus der medizinischen Bildgebungsvorrichtung in einer Draufsicht, -
10 einen weiteren zweiten Betriebsmodus der medizinischen Bildgebungsvorrichtung in einer Draufsicht, -
11 einen schematischen Ablaufplan eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb der medizinischen Bildgebungsvorrichtung und -
12 eine schematische Darstellung einer alternativen medizinischen Bildgebungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht.
-
1 a schematic representation of a medical imaging device in a perspective view, -
2 a schematic representation of part of the medical imaging device with an image acquisition unit in a top view, -
3 a schematic diagram in which optical properties of the medical image capturing device are shown according to a first operating state of a spectral filter relative to an image capturing sensor system of the image capturing unit, -
4th a schematic diagram in which optical properties of the medical image capturing device are shown according to a second operating state of a spectral filter relative to an image capturing sensor system of the image capturing unit, -
5 a schematic diagram in which optical properties of the medical image acquisition device according to a first operating state of a further spectral filter are shown relative to a further image acquisition sensor system of the image acquisition unit, -
6th a schematic diagram in which optical properties of the medical image capturing device are shown according to a second operating state of a spectral filter relative to an image capturing sensor system of the image capturing unit, -
7th a first operating mode of the medical imaging device in a top view, -
8th a second operating mode of the medical imaging device in a top view, -
9 a further first operating mode of the medical imaging device in a top view, -
10 a further second operating mode of the medical imaging device in a top view, -
11 a schematic flow chart of an exemplary method for operating the medical imaging device and -
12th a schematic representation of an alternative medical imaging device in a perspective view.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments
Die medizinische Bildgebungsvorrichtung umfasst zumindest ein medizinisches Bildgebungsgerät
Das medizinische Bildgebungsgerät
Das medizinische Bildgebungsgerät
Die medizinische Bildgebungsvorrichtung weist eine Verbindungseinheit
Die medizinische Bildgebungsvorrichtung weist zumindest einen Schaft
Ferner weist die endoskopische Bildgebungsvorrichtung wenigstens eine Handhabe
Die endoskopische Bildgebungsvorrichtung weist wenigstens eine Bilderfassungseinheit
Zu einer Einkopplung von Licht umfasst die Bilderfassungseinheit
Die Bilderfassungsoptikeinheit
Die Bilderfassungseinheit
Die endoskopische Bildgebungsvorrichtung umfasst wenigstens eine optische Filtereinheit
Der Spektralfilter
Im vorliegenden Fall ist der Spektralfilter
Der erste Betriebszustand und der zweiten Betriebszustand sind definiert durch zueinander verschiedene Stellungen des Spektralfilters
Der Spektralfilter ist von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand überführbar. Dazu weist die Filtereinheit
Die Filtereinheit
In dem ersten Betriebszustand weist der Spektralfilter
In dem zweiten Betriebszustand ist der Spektralfilter
Der zweite spektrale Transmissionsbereich
Die zweite Bandbreite
Die Beleuchtungseinheit
Ein erstes Absorptionsspektrum
Ein Emissionsspektrum
Die Beleuchtungseinheit
Wie in
Die Filtereinheit
Der weitere Spektralfilter
Der weitere Spektralfilter
Zur Lagerung des weiteren Spektralfilters
In dem ersten Betriebszustand weist der weitere Spektralfilter
In dem weiteren zweiten Betriebszustand ist der weitere Spektralfilter
Der weitere zweite spektrale Transmissionsbereich
Die Beleuchtungseinheit
Ein weiteres erstes Absorptionsspektrum
Ein weiteres erstes Emissionsspektrum
Die Beleuchtungseinheit
Ein weiteres zweites Absorptionsspektrum
Ein weiteres zweites Emissionsspektrum
Die Steuereinheit
Die Steuereinheit
In
In
In
Die Steuereinheit
Die medizinische Bildgebungsvorrichtung weist ferner zumindest eine Anzeigeeinheit
Das Verfahren weist einen ersten Verfahrensschritt
Die Bildgebungsfunktion
Die Bildgebungsfunktion
Das Verfahren weist einen weiteren Verfahrenssteilschritt
Das Verfahren weist einen weiteren Verfahrensteilschrittschritt
Zur Durchführung der Bildgebungsfunktion führt die Steuereinheit
Das Verfahren umfasst einen weiteren Verfahrensschritt
In
Ferner weist die Filtereinheit 16a wenigstens eine weitere schaltbare Abbildungslinse 59a auf. Die weitere schaltbare Abbildungslinse 59a ist zwischen dem weiteren Spektralfilter 18a und der weiteren Bilderfassungssensorik 62a angeordnet. Die weitere schaltbare Abbildungslinse 59a weist insbesondere einen weiteren ersten Schaltzustand auf, in welchem diese einen weiteren ersten Brennwert umfasst, welcher Licht gemäß dem weiteren ersten Transmissionsspektrums scharf auf die weitere Bilderfassungssensorik 62a abbildet. Ferner weist die weitere schaltbare Abbildungslinse 59a einen weiteren zweiten Schaltzustand auf, in welchem diese eine zweite Brennweite umfasst, welche von der weiteren ersten Brennweite verschieden ist, und welche Licht gemäß eines weiteren zweiten Transmissionsspektrums, welches von dem weiteren ersten Transmissionsspektrums verschieden ist, scharf auf die weitere Bilderfassungssensorik 62a abbildet. Die schaltbare Abbildungslinse 58a ist mit der Steuereinheit elektrisch und/oder elektronisch verbunden. Die schaltbare Abbildungslinse 58a ist mittels der Steuereinheit ansteuerbar bzw. schaltbar.Furthermore, the filter unit 16a has at least one further
Um einen chromatischen Abbildungsfehler zu beheben, schaltet die Steuereinheit
- 1010
- BilderfassungseinheitImage capture unit
- 1212th
- BilderfassungssensorikImage capture sensors
- 1313th
- Weitere Bi Iderfassungssensori kMore image capture sensors
- 1515th
- Weiterer BildsensorAnother image sensor
- 1414th
- BildsensorImage sensor
- 1616
- FiltereinheitFilter unit
- 1818th
- SpektralfilterSpectral filter
- 2020th
- BlickrichtungDirection of view
- 2222nd
- Erster spektraler TransmissionsbereichFirst spectral transmission range
- 2424
- Zweiter spektraler TransmissionsbereichSecond spectral transmission range
- 2626th
- Erste FilterkanteFirst filter edge
- 2727
- Weitere erste FilterkanteAnother first filter edge
- 2828
- Zweite FilterkanteSecond filter edge
- 2929
- Weitere zweite FilterkanteAnother second filter edge
- 3030th
- Erste ZentralwellenlängeFirst central wavelength
- 3232
- Zweite ZentralwellenlängeSecond central wavelength
- 3434
- Erste BandbreiteFirst bandwidth
- 3636
- Zweite BandbreiteSecond bandwidth
- 3838
- InterferenzfilterInterference filter
- 4040
- Lagerwarehouse
- 4141
- Lagerwarehouse
- 4242
- AktorActuator
- 4343
- Weiterer AktorAnother actuator
- 4444
- BeleuchtungseinheitLighting unit
- 4646
- Erstes BeleuchtungsspektrumFirst lighting spectrum
- 4747
- Zweites BeleuchtungsspektrumSecond lighting spectrum
- 4848
- AbsorptionsspektrumAbsorption spectrum
- 5252
- EmissionsspektrumEmission spectrum
- 5454
- Weiteres erstes EmissionsspektrumAnother first emission spectrum
- 5555
- Weiteres zweites EmissionsspektrumAnother second emission spectrum
- 5656
- erster spektraler Transmissionsbereichfirst spectral transmission range
- 5858
- AbbildungslinseImaging lens
- 5959
- Weitere AbbildungslinseFurther imaging lens
- 6060
- Weiterer zweiter spektraler TransmissionsbereichAnother second spectral transmission range
- 6262
- Weitere Bi IderfassungssensorikFurther image capture sensors
- 6464
- Weiterer SpektralfilterAnother spectral filter
- 6666
- BlickrichtungDirection of view
- 6868
- SteuereinheitControl unit
- 7070
- Medizinisches BildgebungsgerätMedical imaging device
- 7272
- Endoskopendoscope
- 7474
- AnzeigeeinheitDisplay unit
- 7676
- AnzeigegerätDisplay device
- 7878
- LichtleiterLight guide
- 8080
- BeleuchtungsgerätLighting device
- 8282
- SteuergerätControl unit
- 8484
- Distaler AbschnittDistal section
- 8686
- Proximaler AbschnittProximal section
- 8888
- ZwischenabschnittIntermediate section
- 9090
- VerbindungseinheitConnection unit
- 9292
- SchafftManage
- 9494
- HandhabeHandle
- 9696
- BilderfassungsoptikeinheitImage capture optics unit
- 9898
- StrahlteilerBeam splitter
- 100100
- EingangsstrahlengangInput beam path
- 102102
- Optikoptics
- 104104
- StrahlengangBeam path
- 106106
- StrahlengangBeam path
- 108108
- Haupterstreckungsebene des Spektralfilters Main plane of extent of the spectral filter
- 112112
- Haupterstreckungsebene der Bilderfassungssensorik Main plane of extent of the image acquisition sensors
- 116116
- Diagrammdiagram
- 118118
- AbszissenachseAbscissa axis
- 120120
- Minimalwert der AbszissenachseMinimum value of the abscissa axis
- 122122
- Maximalwert der AbszissenachseMaximum value of the abscissa axis
- 124124
- OrdinatenachseOrdinate axis
- 126126
- Minimalwert der OrdinatenachseMinimum value of the ordinate axis
- 128128
- Maximalwert der OrdinatenachseMaximum value of the ordinate axis
- 130130
- Diagrammdiagram
- 132132
- AbszissenachseAbscissa axis
- 134134
- Minimalwert der AbszissenachseMinimum value of the abscissa axis
- 136136
- Maximalwert der AbszissenachseMaximum value of the abscissa axis
- 138138
- OrdinatenachseOrdinate axis
- 140140
- Minimalwert der OrdinatenachseMinimum value of the ordinate axis
- 142142
- Maximalwert der OrdinatenachseMaximum value of the ordinate axis
- 144144
- Haupterstreckungsebene der weiteren BilderfassungssensorikMain plane of extent of the further image acquisition sensors
- 146146
- Haupterstreckungsebene des weiteren SpektralfiltersMain plane of extent of the further spectral filter
- 148148
- PeakPeak
- 160160
- Diagrammdiagram
- 162162
- AbszissenachseAbscissa axis
- 164164
- Minimalwert der AbszissenachseMinimum value of the abscissa axis
- 166166
- Maximalwert der AbszissenachseMaximum value of the abscissa axis
- 168168
- OrdinatenachseOrdinate axis
- 170170
- Minimalwert der OrdinatenachseMinimum value of the ordinate axis
- 172172
- Maximalwert der OrdinatenachseMaximum value of the ordinate axis
- 174174
- Weitere erste FilterkanteAnother first filter edge
- 176176
- Weitere erste ZentralwellenlängeAnother first central wavelength
- 178178
- Weitere weitere erste FilterkanteAnother further first filter edge
- 180180
- Weitere erste BandbreiteAnother first range
- 182182
- Diagrammdiagram
- 184184
- AbszissenachseAbscissa axis
- 186186
- Minimalwert der AbszissenachseMinimum value of the abscissa axis
- 188188
- Maximalwert der AbszissenachseMaximum value of the abscissa axis
- 190190
- OrdinatenachseOrdinate axis
- 192192
- Minimalwert der OrdinatenachseMinimum value of the ordinate axis
- 194194
- Maximalwert der OrdinatenachseMaximum value of the ordinate axis
- 196196
- Weitere zweite FilterkanteAnother second filter edge
- 198198
- Weitere zweite ZentralwellenlängeAnother second central wavelength
- 200200
- Weitere zweite FilterkanteAnother second filter edge
- 202202
- Weitere zweite BandbreiteAnother second range
- 204204
- Weiteres erstes BeleuchtungsspektrumAnother first lighting spectrum
- 206206
- PeakPeak
- 208208
- Weiteres erstes AbsorptionsspektrumAnother first absorption spectrum
- 210210
- Weiteres zweites BeleuchtungsspektrumAnother second lighting spectrum
- 212212
- PeakPeak
- 214214
- Weiteres zweites AbsorptionsspektrumAnother second absorption spectrum
- 218218
- VerfahrensschrittProcess step
- 220220
- VerfahrensteilschrittProcess sub-step
- 222222
- VerfahrensteilschrittProcess sub-step
- 224224
- VerfahrensteilschrittProcess sub-step
- 226226
- VerfahrensteilschrittProcess sub-step
- 228228
- BildgebungsfunktionImaging function
- 230230
- VerfahrensschrittProcess step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 1327414 B1 [0002]EP 1327414 B1 [0002]
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Publication Number | Publication Date |
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