DE3906860C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Her­ stellen einer Fluoreszenzangiografie, mit einer eine anregungs­ wirksame Bestrahlung eines mit Fluoreszenzmittel versorgten Ge­ fäßes bewirkenden Strahlungsquelle, und mit einer fotografi­ schen Filmkamera.

Die Angiografie und insbesondere die Fluoreszenzangiogra­ fie dient der kontrastreichen Darstellung von Gefäßen im Bild, insbesondere zur Darstellung von Blut- und anderen Körpergefä­ ßen, wie Arterien, Venen und Lymphgefäßen. Die Untersuchung derartiger Gefäße ist deswegen von Bedeutung, weil sie sich möglicherweise verändert haben, z.B. im Laufe der Zeit verengt sind, so daß Funktionsstörungen auftreten, zu deren Behebung bekannt sein muß, in welchem Umfang eine Funktionsstörung vor­ liegt, also beispielsweise eine durch Gefäßverengung bedingte Durchblutungsstörung.

Weit verbreitet sind röntgenologisch arbeitende angiogra­ fische Vorrichtungen, die so arbeiten, daß in die Gefäße zur Erzielung eines ausreichenden Bildkontrastes ein Kontrastmittel injiziert wird, dessen Strahlenabsorption bei der Herstellung von fotografischen Aufnahmen ausgenutzt werden kann. Bekannt sind des weiteren Vorrichtungen für die Fluoreszenzangiografie, bei der die Ausbreitung eines in das Gefäß eingebrachten und durch die Gefäßflüssigkeit transportierten Farbstoffes unter­ sucht wird, der bei geeigneter Anregung fluoresziert. Dabei er­ folgt eine anregungswirksame Bestrahlung mit einem Licht, des­ sen Frequenzen auf die Absorptionsfrequenzen des Fluoreszenz­ mittels abgestimmt sind. Beobachtet und zu Bildaufnahmen ausge­ nutzt wird das Fluoreszenzlicht, wobei die Beobachtung optisch erfolgt. Die dabei erzielten Bildaufnahmen sind jedoch häufig unscharf. Ursachen für Unschärfen sind Bewegungsvorgänge auf­ grund der Strömung des Fluoreszenzmittels in den Gefäßen oder sonstiger Bewegungen, z.B. Bewegungen des Patienten während der Aufnahme und damit verbundene Verlagerungen der Einstellebene der der Bildaufnahme dienenden Optik und die dadurch gegebenen Verzerrungen des Beobachtungsgebiets. Ferner können auch die Eigenschaften des untersuchten Organs zu Unschärfen führen, z.B. bei Augenuntersuchungen, bei denen die Linse des Auges die Fokuslage der Abbildung mitbestimmt bzw. verändert.

Es ist bei der Hochgeschwindigkeitsfotografie bekannt (Kurt Dieter Solf: "Fotografie" Fischer-Taschenbuch-Verlag, ISBN 3-593-23355-0, Seiten 293 bis 303), Impulsstrahlungsquel­ len zur Belichtung von fotografischen Objekten zu benutzen, um Bewegungsunschärfen zu vermeiden. Außerdem ist es aus der ge­ nannten Druckschrift bekannt, Vorgänge im Inneren von Körpern durch Röntgenblitzfotografie sichtbar zu machen. Dabei fehlt jedoch der Bezug zu lebenden Körpern bzw. zur Angiografie. Das gilt insbesondere für die bei der Röntgenblitzfotografie be­ kannten Serienaufnahmen.

Dem Bekannten gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Fluoreszenzangiografie mit minimierter Strahlungsenergie hergestellt werden kann, verglichen mit kon­ tinuierlicher Bestrahlung bzw. Belichtung, die in Verbindung mit kurzzeitig wirkenden mechanischen bzw. optischen Verschluß­ systemen verwendet wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Strahlungs­ quelle eine Impulsstrahlungsquelle und als Filmkamera eine Vi­ deokamera vorhanden ist, und daß die Impulsbestrahlung mittels einer Synchronisationsschaltung bei voller Verschlußöffnung der Kamera auslösbar ist.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß die Bestrahlung des Gefäßes impulsweise erfolgt. Die Impulse einer solchen Im­ pulsstrahlungsquelle können genügend kurz gehalten werden, um Bewegungsunschärfen auszuschließen. Darüber hinaus ist es wich­ tig, daß die Impulsbestrahlung ausschließlich während der der Bildaufnahme dienenden Zeit erfolgt, um eine vollständige Aus­ nutzung der Strahlungsenergie des Impulses für die Bildaufnahme zu haben, insbesondere wenn mit anzuregendem Fluoreszenzmittel gearbeitet wird.

Um die Impulsbestrahlung ausschließlich während der der Bildaufnahme dienenden Zeit erfolgen zu lassen, muß eine ent­ sprechende Synchronisation zwischen der Strahlungsquelle und einer der Bildaufnahme dienenden Vorrichtung erfolgen. Um inso­ weit herkömmliche Synchronisationsvorrichtungen ausnutzen zu können, wird die Impulsbestrahlung bei voller Öffnung des Ver­ schlusses einer Kamera vorgenommen.

Derartige Kameras können Bildaufnahmen hoher Qualität her­ stellen, z.B. Aufnahmen hoher Auflösung.

Für die Erfindung ist es desweiteren von Bedeutung, daß zur Erzielung der gewünschten Bildserien eine Videokamera ver­ wendet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich von allgemein bekannten Videoanordnungen dadurch, daß eine Impulsbelichtung vorgesehen ist, während bekannterweise die Be­ lichtungszeit der Bildfolgefrequenz gekoppelt ist. Letzteres hätte beim Einsatz herkömmlicher Videoanordnungen zum Herstel­ len einer Angiografie die unerwünschte Folge, daß die eingangs beschriebenen Bewegungsunschärfen auftreten. Eine Erhöhung der Belichtungsstrahlungsenergie für die Ausnutzung kürzerer Be­ lichtungszeiten wäre gewebephysiologisch ungünstig.

Durch die erfindungsgemäße impulsweise Belichtung bei Se­ rienaufnahmen in Verbindung mit einer Videokamera bei voller Verschlußöffnung nimmt die Belastung des bestrahlten Gewebes erheblich ab. Insbesondere kann die Bestrahlungsenergie prak­ tisch vollständig zur Belichtung ausgenutzt werden. Die Vor­ richtung ist daher vorteilhaft für Augenuntersuchungen einsetz­ bar. Hier kann es ohne Fluoreszenzmittel und Filter eingesetzt werden, bzw. mit Filtern überlappender Transmission, was zur Unterdrückung von Bewegungsunschärfen bei Untersuchungen mit höherer Vergrößerung beiträgt, z.B. bei Untersuchungen des Au­ genvordergrundes.

Um längere Bildserien herzustellen oder weiterverarbei­ tungsmäßig einfach zu handhabende Bildaufnahmen anzufertigen, werden Videokameras eingesetzt, bei denen die Impulsbestrahlung während des Bildrücklaufs der Videokamera auslösbar ist.

Vorteilhafterweise strahlt die Impulsstrahlungsquelle in­ kohärentes Licht aus. Derartiges inkohärentes Licht wird ver­ wendet, wenn herkömmliche Optiken bei der Bildaufnahme verwen­ det werden sollen, wie Linsensysteme, Faseroptiken oder Spie­ gel. Bei der Anwendung des inkohärenten Lichts können auch Fil­ ter eingesetzt werden, die das Spektrum des Lichts auf die Ab­ sorptionsfrequenzen des Fluoreszenzfarbstoffs begrenzen.

Vorteilhafterweise ist als Impulsstrahlungsquelle eine Funkenblitzquelle vorhanden, die infolge ihrer induktionsarmen Bauweise besonders steile und kurze Impulse mit entsprechend kurzer Leuchtzeit und darüber hinaus mit hoher Leuchtdichte zu erzeugen gestattet.

Als Impulsstrahlungsquelle ist ein im Impulsbetrieb be­ triebener Laser vorhanden, mit dem die erforderlichen Leucht­ dichten und die erforderlichen kurzzeitigen Strahlungsimpulse problemlos erzeugt werden können. Eine hohe Anregung eines auf die Wellenlänge der Laserstrahlung abgestimmten Fluoreszenzmit­ tels ist also problemlos möglich. Da der Laser jedoch kohären­ tes Licht zur Verfügung stellt, müssen zusätzliche an sich be­ kannte Maßnahmen zur Unterdrückung von Specklephänomenen ge­ troffen werden.

Es ist eine stroboskopartig mit einstellbaren Strahlungs­ parametern arbeitende Impulsstrahlungsquelle vorhanden, wodurch eine große Folge von Bildaufnahmen mit vergleichsweise hoher Bildfolgegeschwindigkeit hergestellt werden kann. Die Einstell­ barkeit der Strahlungsparameter gestattet die Anpassung an den jeweiligen Einsatzzweck.

Das Frequenzspektrum der Strahlung ist zur Erhöhung des Kontrasts in der Umgebung des Fluoreszenzquellen bildenden Fluoreszenzmittels bei aufeinanderfolgenden Bildaufnahmen ab­ wechselnd zwischen den Bereichen der Fluoreszenzanregung und der Fluoreszenzemission umschaltbar. Mit Hilfe einer solchen Umschaltung läßt sich eine Differenzbildung aufeinanderfolgen­ der Bildaufnahmen durchführen, indem eine im Bereich der Fluo­ reszenzanregung, also beispielsweise im Blauen, hergestellte Bildaufnahme gewichtet und von einer unter Fluoreszenzemission, z.B. im Grün/Gelben, hergestellten Bildaufnahme abgezogen wird. Das Differenzbild ist eine Darstellung gesteigerten Kontrasts. Eine derartige Bildsubtraktion kann bei Einsatz von Videosyste­ men in einfacher Weise mittels Einrichtungen zur Bildzwischen­ speicherung vorgenommen werden, wobei eine Automatisierung leicht möglich ist und damit eine entsprechende Geschwindig­ keitssteigerung bei der Herstellung von Bildaufnahmen.

In der Figur wird die Erfindung anhand eines Blockschalt­ bildes erläutert. Als Impulsstrahlungsquelle 10 ist eine Blitz­ quelle vorhanden, die beispielsweise kohärentes Licht aus­ strahlt, wenn sie ein Laser ist, oder inkohärentes Licht, wenn sie eine Funkenblitzquelle ist. Außerdem ist eine Kamera 11 zur Bildaufnahme vorhanden, wobei diese Kamera 11 beispielsweise eine Filmkamera ist. Deren Tätigkeit hängt von der Betätigung der Impulsstrahlungsquelle 10 mittels eines Auslöseimpulses 13 ab. In diesem Fall gibt die Impulsstrahlungsquelle 10 ein Sig­ nal an die Synchronisationsschaltung 12, die die Öffnung des Verschlusses der Kamera 11 einleitet. Die Synchronisation er­ folgt so, daß die Impulsbestrahlung des zu untersuchenden Ge­ fäßes, welches hier nicht dargestellt ist, ausschließlich wäh­ rend der der Bildaufnahme dienenden Zeit erfolgt, so daß die Kamera 11 das von dem Organ reflektierte bzw. aufgrund der Fluoreszenzanregung des Fluoreszenzmittels ausgestrahlte Licht aufnehmen kann.

Die Synchronisationsschaltung 12 vermag es auch, das Fre­ quenzspektrum bei aufeinanderfolgenden Bildaufnahmen zwischen den Bereichen der Fluoreszenzanregung und der Fluoreszenzemis­ sion umzuschalten, indem in dem Strahlengang der Bestrahlung bzw. der Beleuchtung ein Filterwechsel veranlaßt wird, z.B. mittels eines Filterrades, welches ebenfalls nicht dargestellt ist.

Außerdem ist in der Figur noch eine Vorrichtung 13 zur Aufzeichnung dargestellt, nämlich zur Videoaufzeichnung. Auch dabei wird die Videokamera von Auslöseimpulsen 3 in ihrer Funk­ tion mit der Synchronisationsschaltung 12 auf die Impulsstrah­ lungsquelle 10 abgestimmt.

Außerdem ist noch ein Monitor 14 vorhanden, auf dem der Aufzeichnungsvorgang laufend überwacht werden kann, so daß so­ fortige Eingriffsmöglichkeit durch die das Verfahren durchfüh­ rende Person gegeben ist.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Herstellen einer Fluoreszenzangiografie, mit einer eine anregungswirksame Bestrahlung eines mit Fluoreszenzmittel versorgten Gefäßes bewirkenden Strah­ lungsquelle, und mit einer fotografischen Filmkamera, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsquelle eine Impulsstrahlungsquelle (10) und als Filmkamera (11) eine Videokamera vorhanden ist, und daß die Impulsbestrahlung mittels einer Synchronisationsschal­ tung (12) bei voller Verschlußöffnung der Kamera auslösbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impulsbestrahlung während des Bildrücklaufs der Videokamera auslösbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Impulsstrahlungsquelle (10) inkohärentes Licht ausstrahlt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impulsstrahlungsquelle (10) eine Funkenblitzquelle ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Impulsstrahlungsquelle (10) ein im Impulsbetrieb betriebener Laser vorhanden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine strobos­ kopartig mit einstellbaren Strahlungsparametern arbeitende Impulsstrahlungsquelle (10) vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Frequenz­ spektrum der Strahlung zur Erhöhung des Kontrasts in der Umgebung des Fluoreszenzquellen bildenden Fluoreszenzmit­ tels bei aufeinanderfolgenden Bildaufnahmen abwechselnd zwischen den Bereichen der Fluoreszenzanregung und der Fluoreszenzemission umschaltbar ist.