DE4133493A1 - Diagnostisches geraet zur erkennung von krebs im fruehstadium - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein diagnostisches Gerät der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art. Sie betrifft insbesondere den Gegenstand der japa­ nischen Patentanmeldung Nr. 2-2 74 921 vom 12. Oktober 1990, die ausdrücklich und vollständig auch Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist.

Es ist nicht leicht, Krebs im Frühstadium durch eine normale endoskopische Untersuchung, d. h. eine einfache Untersuchung mit dem Auge festzustellen.

Es ist deshalb übliche Praxis, die Eigenschaften einer fotosensitiven Substanz einzusetzen, die eine Affinität zu Tumoren hat, beispielsweise eines Hematoporphyrin- Derivativs, da eine derartige Substanz sich um Krebs­ zellen herum anlagern kann und bei einer Bestrahlung mit Laserlicht fluoresziert. Das Hematoporphyrin-Deri­ vativ wird dem Patienten zuvor eingegeben und danach kann man die Fluoreszenz mit einem Endoskop unter Be­ strahlung mit Laserlicht beobachten.

Es ist jedoch nicht ratsam, eine derartige Substanz, wie ein Hematoporphyrin-Derivativ, für ganz allgemeine medizinische Untersuchungen zu verwenden, und zwar we­ gen ihrer Nebenwirkungen für den menschlichen Körper.

Außerdem macht der Einsatz von Laserlicht einen teueren Laserlichtgenerator erforderlich sowie gegebenenfalls ein Endoskop, welches speziell für diesen Einsatz kon­ struiert ist. Deshalb kostet dieses System sehr viel Geld.

Außerdem kann wegen der Störungen, die durch das neben dem vom Hematoporphyrin-Derivat erzeugten Licht infolge einer Eigenfluoreszenz der normalen, nicht vom Krebs befallenen Zellen erzeugte Licht verursacht werden, bei dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik nicht immer eine genaue Diagnose getroffen werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ge­ rät zu schaffen, welches bei geringeren Kosten und ohne jede Nebenwirkung eine genaue Diagnose von Krebs im Frühstadium erlaubt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein diagnosti­ sches Gerät zur Erkennung von Krebs im Frühstadium ge­ löst, umfassend ein Endoskop, bei welchem von einer Be­ leuchtungslichtquelle ausgehendes Beleuchtungslicht über ein Beleuchtungsfenster, welches am distalen Ende eines Einführteils angeordnet ist, auf ein Objekt ge­ worfen wird, und bei welchem ein Objektbild, welches von einem am distalen Ende des Einführteils angeordne­ ten optischen Objektivsystem gebildet wird, über Bild­ übertragungsmittel aus dem Einführteil heraus übertra­ gen wird, so daß eine Bildbetrachtung möglich ist; da­ bei ist ein erster Wellenlängen-Auswahlfilter vorgese­ hen, welcher im Beleuchtungslichtweg zwischen der Be­ leuchtungslichtquelle und dem Objekt angeordnet ist, wobei der Filter so ausgelegt ist, daß er ein Anre­ gungslicht mit einer Wellenlänge überträgt, bei der ein lebender Organismus Fluoreszenzlicht erzeugt; ferner ist ein zweiter, im Betrachtungslichtweg angeordneter Wellenlängen-Auswahlfilter vorgesehen, der so ausgelegt ist, daß er das Fluoreszenzlicht überträgt, nicht je­ doch das über den ersten Filter übertragene Licht.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im fol­ genden näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungs­ beispiel der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm mit den charakteristi­ schen Kurven des Anregungslichtes so­ wie des durch Eigenfluoreszenz er­ zeugten Lichtes;

Fig. 3 schematisch ein zweites Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen be­ schrieben.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbei­ spiel ist mit 10 ein Endoskop und mit 30 ein Lichter­ zeugungsgerät bezeichnet.

Ein Einführteil 11 umfaßt ein flexibles Rohr. Am proxi­ malen Ende des Einführteils 11 ist ein Steuerteil 12 angeordnet. Am Steuerteil 12 ist ein Okular 13 vorgese­ hen.

Das distale Ende des Einführteils 11 hat ein Beleuch­ tungsfenster 15 zum Beleuchten eines Objektes 100, so­ wie ein Sichtfenster 16 zum Betrachten des Objektes 100, wobei die beiden Fenster 15 und 16 nebeneinander angeordnet sind.

Das Ausgangsende eines Beleuchtungslichtleitfaserbün­ dels 21 liegt an der Innenseite des Beleuchtungsfen­ sters 15. Die Objektivlinse 22 eines optischen Betrach­ tungssystems ist an der Innenseite des Sichtfensters 16 angeordnet; das Eingangsende eines Bildleitfaserbündels 23 für die Bildübertragung ist an der Stelle angeord­ net, an der ein Bild des Objektes 100 durch die Objek­ tivlinse 22 gebildet wird.

Das Eingangsende 21a des Lichtleitfaserbündels 21 ist mit dem Lichterzeugungsgerät 30 verbunden; das von ei­ ner die Lichtquelle bildenden Lampe 31 ausgehende Be­ leuchtungslicht wird über eine Sammellinse 32 gebündelt und fällt in das Eingangsende 21a des Lichtleitfaser­ bündels 21 ein.

In dem Teil des Beleuchtungslichtweges, welcher sich zwischen der Lampe 31 und der Sammellinse 32 erstreckt, ist ein erster Wellenlängen-Auswahlfilter 1 vorgesehen, welcher nur Licht überträgt, dessen Wellenlänge zwi­ schen 400 nm und 500 nm liegt. Infolgedessen ist das durch das Lichtleitfaserbündel 21 über das Beleuch­ tungsfenster 15 auf das Objekt 100 geworfene Beleuch­ tungslicht auf Wellenlängen von 400 nm bis 500 nm be­ grenzt.

Wenn ein normales biologisches Gewebe mit Licht im oben beschriebenen Wellenlängenbereich bestrahlt wird (siehe Fig. 2), dann wird dieses biologische Gewebe selbst an­ geregt, fluoreszierendes Licht mit Wellenlängen zwi­ schen 500 nm und 600 nm zu erzeugen (durch Eigenfluo­ reszenz).

Gemäß der Fig. 1 ist das Ausgangsende des Bildleitfa­ serbündels 23 an einer Stelle angeordnet, die eine Be­ trachtung eines Bildes ermöglicht, welches durch eine im Okular 13 angeordnete Okularlinse 25 vergrößert wor­ den ist. Es ist nun zusätzlich ein zweiter Wellenlän­ gen-Auswahlfilter 2, welcher nur Licht mit Wellenlängen zwischen 500 nm und 600 nm überträgt, am äußeren Ende des Okulars 13 angeordnet.

Infolgedessen ist das ein Bild des Objektes 100 erzeu­ gende Licht, welches durch das Sichtfenster 16, die Ob­ jektivlinse 22, das Lichtleitfaserbündel 23 und das Okular 13 gesehen wird, auf Wellenlängen zwischen 500 nm und 600 nm begrenzt, welches durch den zweiten Wellenlängen-Auswahlfilter 2 übertragen wird.

Beim Einsatz des oben beschriebenen diagnostischen Ge­ rätes wird der Einführteil 11 des Endoskopes 10 bei­ spielsweise in eine Bronchialröhre, ein Verdauungsorgan oder dergleichen des menschlichen Körpers eingeführt, um ein das Objekt 100 bildendes biologisches Gewebe zu betrachten.

Wie bereits erwähnt wurde, wird das Objekt 100 mit Licht bestrahlt, welches ausschließlich Wellenlängen zwischen 400 nm und 500 nm hat; dadurch wird das Objekt 100 veranlaßt, durch Eigenfluoreszenz Licht mit Wellen­ längen von 500 nm bis 600 nm zu erzeugen.

Durch das Okular 13 kann nur ein durch fluoreszierendes Licht mit einer Wellenlänge von 500 nm bis 600 nm er­ zeugtes Bild gesehen werden. Wenn das Objekt 100 Krebs­ zellen enthält, dann erzeugt der von Krebs befallene Teil nur eine schwache Fluoreszenz und erscheint des­ halb verhältnismäßig dunkel, während ein normaler Be­ reich verhältnismäßig hell erscheint.

Wenn die Helligkeit des fluoreszierenden Lichtes für eine Betrachtung nicht ausreicht, kann das Okular 13 vorzugsweise z. B. mit einem Bildverstärker (Dunkelfeld­ betrachter) verbunden werden, um die Helligkeit des be­ trachteten Bildes zu verstärken.

Der erste Wellenlängen-Auswahlfilter 1 kann an jeder beliebigen Stelle im Beleuchtungslichtweg zwischen der Lampe 31 und dem Objekt 100 angeordnet sein. Der zweite Wellenlängen-Auswahlfilter 2 kann an jeder beliebigen Stelle im Betrachtungslichtweg zwischen dem Objekt 100 und der Außenseite des Okulars 13 angeordnet sein.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung, bei welchem in der Bildposition der Objektivlinse 22 eine Festkörper-Bilderzeugungsein­ richtung 41 angeordnet ist, die anstelle des Bildleit­ faserbündels 23 das zu betrachtende Bild überträgt; der zweite Wellenlängen-Auswahlfilter 2 ist zwischen der Objektivlinse 22 und der Festkörper-Bilderzeugungsein­ richtung 41 angeordnet. Mit 42 ist ein Videoprozessor zum Verarbeiten der Bildsignale (elektrische Signale) bezeichnet, die von der Festkörper-Bilderzeugungsein­ richtung 41 ausgegeben werden, und mit 43 ein Monitor für die Darstellung des Bildes.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht mehr er­ forderlich, Chemikalien wie Hematoporphyrin-Derivative zu verwenden, so daß auch keine Bedenken wegen evtl. Nebenwirkungen mehr bestehen müssen. Da die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung keine Lasereinrichtung braucht, sondern einfach durch Hinzufügen zweier Wellen­ längen-Auswahlfilter zu einem herkömmlichen Endoskop verwirklicht werden kann, sind die Herstellungskosten des Systems äußerst niedrig und das erfindungsgemäße Gerät sehr preiswert.

Da es möglich ist, nur von einem lebenden Organismus durch Eigenfluoreszenz erzeugtes Licht zu betrachten, kann eine einwandfreie Diagnose von Krebs im Frühsta­ dium erstellt werden, die nicht durch Anregungslicht oder anderes fluoreszierendes Licht gestört wird.

Claims (8)

1. Diagnostisches Gerät zur Erkennung von Krebs im Frühstadium, umfassend ein Endoskop, bei welchem von einer Beleuchtungslichtquelle ausgehendes Be­ leuchtungslicht über ein Beleuchtungsfenster, wel­ ches am distalen Ende eines Einführteils angeord­ net ist, auf ein Objekt geworfen wird, und bei welchem ein Objektbild, welches von einem am di­ stalen Ende des Einführteils angeordneten opti­ schen Objektivsystem gebildet wird, über Bildüber­ tragungsmittel aus dem Einführteil heraus übertra­ gen wird, so daß eine Bildbetrachtung möglich ist, gekennzeichnet durch einen ersten Wellenlängen- Auswahlfilter (1), welcher im Beleuchtungslichtweg zwischen der Beleuchtungslichtquelle (31) und dem Objekt (100) angeordnet ist, wobei der Filter (1) so ausgelegt ist, daß er ein Anregungslicht mit einer Wellenlänge überträgt, bei der ein lebender Organismus fluoreszierendes Licht erzeugt; und einen zweiten Wellenlängen-Auswahlfilter (2), wel­ cher im Betrachtungslichtweg angeordnet ist, wobei der zweite Filter (2) so ausgelegt ist, daß er das fluoreszierende Licht überträgt, nicht jedoch das über den ersten Filter (1) übertragene Licht.

2. Diagnostisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Wellenlängen-Auswahl­ filter (2) zwischen dem Objekt (100) und den Bild­ übertragungsmitteln (41, 42) angeordnet ist.

3. Diagnostisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Wellenlängen-Auswahl­ filter (2) an der Außenseite des Bildausgangsendes der Bildübertragungsmittel (22, 23, 25) angeordnet ist.

4. Diagnostisches Gerät nach einem der Ansprüche bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wel­ lenlängen-Auswahlfilter (1) ausschließlich Licht mit Wellenlängen zwischen 400 nm und 500 nm über­ trägt.

5. Diagnostisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtleit­ faserbündel (21) zum Übertragen von Beleuchtungs­ licht zwischen der Beleuchtungslichtquelle (30) und dem Beleuchtungsfenster (15) vorgesehen ist, wobei der erste Wellenlängen-Auswahlfilter (1) zwischen dem Eingangsende des Lichtleitfaserbün­ dels (21) und der Beleuchtungslichtquelle (30) an­ geordnet ist.

6. Diagnostisches Gerät nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wel­ lenlängen-Auswahlfilter (2) ausschließlich Licht mit Wellenlängen zwischen 500 nm und 600 nm über­ trägt.

7. Diagnostisches Gerät nach einem der Ansprüche sowie 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildübertragungsmittel durch ein Bildleitfaserbün­ del (23) gebildet sind, welches zwischen dem opti­ schen Objektivsystem (22) und der Außenseite des Einführungsteils (11) angeordnet ist, wobei der zweite Wellenlängen-Auswahlfilter (2) an der Au­ ßenseite des Ausgangsendes dieses Lichtleitfaser­ bündels (23) angeordnet ist.

8. Diagnostisches Gerät nach einem der Ansprüche 1, 2 sowie 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildübertragungsmittel durch eine Festkörper-Bild­ erzeugungseinrichtung (41) gebildet sind, die in der Bildposition des optischen Objektivsystems (22) angeordnet ist und das zu betrachtende Bild in Form von elektrischen Signalen überträgt, wobei der zweite Wellenlängen-Auswahlfilter (2) zwischen dem optischen Objektivsystem (22) und der Festkör­ per-Bilderzeugungseinrichtung (41) angeordnet ist.