NO335977B1 - Innretning for skjermvisning av vevsdiagnose. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innretning for diagnosefremvisning på skjerm av vev ved valgfri anvendelse av to diagnosemetoder, nemlig en arbeidsmodus til diagnostisk hvittlysendoskopi DWLE og en arbeidsmodus til diagnostisk autofluorescensendoskopi DAFE, med en lyskilde, hvor strålingen blir ledet gjennom en ly sleder og et endoskop til vevet eller dens lysmiddel kan bli ført opp direkte på vevet, og med en bildeoverføringsenhet og en bildeopptaksenhet som er tilkoplet en bildebearbeidingsenhet som en monitor blir forsynt med et bildesignal fra. Men bildeoverføringsenheten kan også stå i direkte forbindelse med det menneskelige øye. I dette tilfellet kan bildeopptaksenheten, bildebearbeidingsenheten og monitoren utelates.

Det er kjent at ved påvirkning av vev, eksempelvis slik som den menneskelige bronkialslimhinnen, med stråling fra det ultrafiolette og/eller fiolette og/eller blå spektralområdet fluoriserer denne av alle ting i grønt eller rødt. Da denne fluorescensen har sin opprinnelse i endogene, altså kroppsegne fluoroforer, snakker man også om autofluorescens. I friskt vev er fluorescensen sterkest i det grønne området, mens den i det røde spektralområdet er mindre utpreget.

Med tiltagende atypi for vevet og tiltagende malignitetsgrad avtar imidlertid fluorescensen, hvor tilbakegangen sett i forhold til det spektrale ikke foregår jevnt, men er bølgelengdeavhengig. Tilbakegangen i det grønne er sterkere utpreget, mens sammenlignet med dette er svekkelsen i det røde mindre. Dette blir også tydelig i figur 1 til 4 i tegningene som viser typiske spektrale fluorescensintensiteter for menneskelig bronkialvev for diverse vevstilstander ved forskjellige fluorescenspåvirkningsbølge-lengder AW, normert etter fluorescensmaksimum i friskt vev, og hvor den normerte spektrale intensiteten for bølgelengden W er vist i nm. Figurene blir betegnet "Dysplasi" hhv. "CIS" (=carsinom in situ) intraepiteliale lesjoner som viser pre- hhv. tidligmaligne vevsforandringer. "Metaplasier" og "betennelser" gjelder riktignok likeledes som atypisk hhv. abnormt vev, men blir tilordnet den ikke-maligne vevsforandringen.

Innenfor rammen av tidlig oppdagelse av kreft ved hjelp av autofluorescensendoskopi DAFE kan ifølge disse lovmessighetene teoretisk to effekter for ev vevsdifferensiering bli utnyttet: for det første opptrer atypisk vev vesentlig mørkere enn friskt vev, og for det andre blir det en fargeforskyvning fra grønt mot rødt.

Bare det alene å gjøre synlig og å betrakte den første effekten, altså intensitetstilbakegangen med tiltagende vevsatypi, er ikke tilstrekkelig for en optimal vevsdifferensiering, da også friskt vev under bestemte betingelser - f.eks. når det befinner seg i forholdsmessig stor avstand fra endoskopet og/eller når vevsoverflaten er sterkt strukturert og derfor virker som lysfelle eller generelt formulert, når rammebetingelsene ved den endoskopiske utlysningen og bestrålingen på vevet som skal undersøkes ikke er optimale - kan virke mørkere og kan derfor med pre-, tidlig- og malignt vev bli forvekslet. Resultatet er en redusert og derfor suboptimal nyansering ved deteksjonen av pre-, tidlig-og maligne lesjoner.

En nyanseøkende og dermed viktig betydning får derfor den andre effekten, altså fargeforskyvningen fra grønt til rødt ved tiltagende vevsatypi. Blir nemlig ved siden av den grønne spektralområdet, hvor det sterkeste fluorescensbidraget og den mest utpregede intensitetsforandringen foreligger, også det røde spektralområdet detektert og gjengitt i et fargeriktig bilde, så skiller det atypiske vevet seg ut gjennom sin rødligbrune farge fra de vevspartiene som er utilstrekkelig belyst og bestrålt og som derfor bare vises mørke, men uten nevneverdig fargetone.

Riktignok er den praktiske nytten ved denne fremgangsmåten, detekteringen og synliggjøringen av hele det spektrale området hvor fluorescensen opptrer, og dermed i tillegg visningen av fargeforskyvningen i fluorescensbildet med tiltagende vevs-abnormalitet med hensyn til nyanseringen for pre-, tidlig- og maligne lesjoner beskjeden og spesielt ved skjermfremvisende fremgangsmåter av underordnet betydning. Det er to grunner for dette: for det første er vevs-fluorescens fra atypisk vev sterkt redusert over hele det synlige spektralområdet. Atypisk vev blir overensstemmende med dette ved skjermfremvisende fremgangsmåter i første linje lagt merke til som mørkt i forhold til det friske vevet som gjennomgående viser seg lysere. Fargeforskyvningen (se figurene 1-4) som er godt synlige i spektrene blir på bakgrunn av den endelige og begrensede lyshetsdynamikken til bildegjengivelsesenheten neppe lagt merke til. Hvis dessuten konvensjonelle bildeopptaksenheter, dvs. optimert med hensyn til DWEL blir brukt, noe som tilstrebes ved kombinert DWEL/DAFE-systemer med hensyn til et likeledes optimert DWEL-bilde, er fargeforskyvningen med tiltagende vevsatypi ved DAFE enda mindre merkbar da det i disse bildeopptaksenhetene blir brukt et optisk filter hvor den spektrale transmisjonsgraden avtar i det langbølgede, som altså demper de røde spektralandelene, for å oppnå en tilpasning på bildeopptaksenheten til lysfølsomheten for det menneskelige øyet og dermed en optimal fargegjengivelse for DWEL. De allikevel svakt utpregede rødandelene og ansvarlige for fargeforskyvningen til fluorescensen når derfor bildeopptaksenheten bare i dempet form og spiller slik bare en underordnet rolle i bildet.

For det andre er fargeforskyvningen fra grønt til rødt med økende vevsatypi og dermed vevsfargekontrasten med tanke på en god vevsdifferensiering ikke optimal på grunn av den med tiltagende malignitetsgrad riktignok mindre sterkt utpreget, men allikevel ikke på noen måte neglisjerbare tilbakegangen til rødfluorescensen. Hvis eksempelvis rødfluorescensen var uavhengig av vevsatypien, altså i dette henseende konstant og forble den eksempelvis dessuten med hensyn til intensiteten på det forholdsvis høye nivået, slik det er observert for friskt vev, se eksempelvis de spektrale fluorescensintensitetene fra friskt vev for bølgelengder med mer enn 600 nm i figur 4, ville det i skjermfremvisende fremgangsmåter kunne vært observert en vesentlig tydeligere fargeforandring med tiltagende vevsatypi. Rødfluorescensen ville da virke som ekte, dvs. med hensyn til sin intensitet konstant fargereferanse: for friskt vev ville den være dominert av den ganske typisk sterkere utpregede grønnfluorescensen, hvorfor denne ville fremstå som grønn, slik det også virkelig kan bli observert, men omvendt ville den, rødfluorescensen ved pre- og tidligmalignt vev klart og tydelig dominere den der sterkt reduserte grønnfluorescensen i motsetning til den virkelige observerbare situasjonen, hvorfor det pre- og tidligmaligne vevet i motsetning til de virkelige forholdene for det første ville vise seg i et mye lysere og for det andre også i et mye mer mettet rødt. Det pre- og tidligmaligne vevet ville altså ikke vise seg i en meget mørk umettet rødlig-brun fargetone, noe som med hensyn til nyanseringen av pre- og tidligmalignt vev i forhold til utilstrekkelig belyste og bestrålte vevspartier, altså eksempelvis fjernere vevsområder, ville vært en fordel.

Videre blir det av figurene 1-4 tydelig at på den ene siden betent vev, altså slikt vev som erkarakterisert veden høy celletetthet, men som må klassifiseres som ikke-malignt, og på den andre siden pre- og malignt vev som for de fleste fluorescens-påvirkningsbølgelengdene AW i en første tilnærmelse har identiske fluorescensreaksjoner og derfor ved en skjermfremvisende fremstillingsmåte som utelukkende beror på visningen av fluorescensen til vevet, i praksis neppe kan skilles fra hverandre. Dette gjelder spesielt når, som for det meste er tilfelle ved gjennomføringen av en skjermfremvisende DAFE, referansen som blir dannet av store flater friskt vev i omgivelsene, som tydelig skiller seg ut i forhold til begge de nevnte gruppene av vevsatypi: det friske vevet viser seg, så sant ingen modifiserende bildebearbeiding blir foretatt, i en sammenligningsmessig intensitetsterk og derfor lysere grønn, mens derimot på den ene siden betent vev og på den andre siden pre- og tidligmalingt vev innen rammen for den endelige og begrensede lyshetsdynamikken til bildeopptaksenheten viser seg sammenligningsvis mørk og brunrødlignende og derfor, stilt overfor det friske vevet og med dette som referanse neppe kan skilles fra hverandre. Noe som også kommer i tillegg er at betent vev og pre- og tidligmalignt vev ikke alltid ligger direkte ved siden av hverandre og ikke umiddelbart kan bli sammenlignet med hverandre og dessuten fluorescensforholdet for begge vevstilstandene er utsatt for en ikke neglisjerbar spredning, slik at en vevsklassifisering tilsvarende vevstilstandene beskrevet ovenfor ikke kan bli foretatt på en entydig måte.

Dette resulterer i det minste for de fleste fluorescenspåvirkningsbølgelengdene i en begrenset og derfor ikke optimal vevsdifferensiering med DAFE. Men i tillegg må det med hensyn til tilstrekkelig lyse bilder med DAFE for det meste også bli tatt med disse bølgelengdene for fluoresscenspåvirkningen.

Målet må derfor være realiseringen av en innretning av den art som er nevnt i innledningen som i modus DAFE med tanke på en klar nyansering mellom på den ene siden pre-, tidlig- og malignt vev, men også betent vev og metaplasier, og på den andre siden slikt vev som befinner seg i en større avstand til endoskopet og/eller er topologisk sterkt strukturert og derfor virker som en lysfelle og som det derfor ikke kommer tilstrekkelig mye lys og stråling tilbake fra til bildeopptaksenheten og som det av denne grunn ikke foreligger tilstrekkelig optisk informasjon for til en vevsbedømmelse og tilstandsvurdering, som ikke legger tyngdepunktet på deteksjonen og synliggjøringen av intensitetsforskj eller for fluorescensen. Tilsvarende utførelsen ovenfor ville ellers atypisk vev som mørkt vise seg som det utilstrekkelig belyste og bestrålte vevet og ville i modus DAFE ikke kunne eller knapt ville kunne skilles fra det siste, noe som ville resultere i en utilstrekkelig nyansering.

Isteden skal med DAFE snarere en vevsvisning bli realisert, hvor de forskjellige formene for vevsatypi i forhold til den utilstrekkelige belysningen og derfor vev som ser mørkt ut vises i lyse fargetoner. Her skal med tanke på en optimert fargedifferensiering og fargekontrasteringen tilsvarende beskrivelsen ovenfor for det første at det blir skapt en ekte, dvs. konstant fargereferanse med hensyn til intensiteten, altså en fargereferanse hvor deres detekterte og i bilde gjengitte intensitet fra alle de nevnte vevstilstandene, altså fra metaplasier, pre-, tidlig- og malignt vev, men spesielt også fra betent vev, mest ideelt fullstendig, men i det minste i første tilnærmelse er uavhengig, og for det andre skal den detekterte og i bilde gjengitte intensiteten til denne fargereferansen ligge i størrelses-ordenen til fluorescensintensiteten gjengitt i bildet.

Bare slik lykkes en bildegivning, hvor i modus DAFE utelukkende de fjernere og/eller vevspartier, som på grunn av sin topologi som virker som lysfeller, som viser seg mørke og som derfor lar seg differensiere fra alle former av vevsatypi, nemlig metaplasier, pre-, tidlig- og malignt vev, men også betent vev, hvor det på grunn av tilstrekkelig belysning og bestråling kan komme tilstrekkelig lys og stråling tilbake til bildeopptaksenheten og for så vidt all typisk optisk informasjon for fremgangsmåten foreligger for vurdering av vevstilstanden, de siste vises i modus DAFE da i lyse fargetoner.

Brukeren vet da altså at han for vevsområder som viser seg mørke ikke kan gi noen uttalelser om deres tilstand og at der, leilighetsvis gjennom reduksjon av avstanden endoskop - vevsflate og dermed gjennom en bedre belysning og bestråling eller gjennom andre forholdsregler, mere detaljerte optiske informasjoner må bli samlet inn. Men brukeren vet da også at de vevsområdene som viser seg i lyse fargetoner allerede har gjort sitt samlede optiske potensial tilgjengelig for en tilstandsvurdering i DAFE og med denne diagnosemetoden, men i det minste for den viste fremgangsmåten, ikke kan ventes andre informasjoner.

For å oppnå en optimert vevsdifferensiering med DAFE er det videre et mål å kunne skille ut vev som erkarakterisertgjennom en sterk vaskularisering eller blodkonsentrasjon, altså eksempelvis betent vev, fra pre-, tidlig- og malignt vev, hvor kartykkelsen er tydelig mindre eller til og med i tillegg fra pre-, tidlig- og malignt vev, som lokalt har en lignende høy kartetthet, men som opptrer i en annen avstand til vevsoverflaten.

Et skjermfremvisende kombinert DWEL/DAFE-system [2] er kjent, hvor det i arbeidsmodus for DAFE en liten andel fluorescens-påvirkningslyset remittert på vevet fra det langbølgede blå spektralområdet blir detektert av bildeopptaksenheten og det av dette resulterende blå-remisjonsbilde, det egentlige simultant produserte fluorescensbilde som viser seg i summen av alle spektrale fluorescensandeler for friskt vev som lys grønt, blir overlagret. Konkret blir dette oppnådd ved at transmisjonsbåndet til fluorescens-påvirkningsfilteret som ved veksling fra arbeidsmodus DWEL til arbeidsmodus DAFE blir svingt inn i strålegangen til lyskilden, og transmisjonsbåndet til fluorescens-påvirknings-blokkfilteret i strålegangen før bildeopptaksenheten snitter over i et smalt spektralt område. Her er overlappingsområdet for de to filtrene spesifisert slik at bildet av friskt vev blir dominert av fluorescenslys og derfor viser seg grønt, mens bildet av pre- og tidligmalignt vev som erkarakterisertmed en tydelig redusert fluorescens blir dominert av langbølget blålys remittert fra vevet og så detektert av bildeopptaksenheten og som derfor viser seg blått. Friskt vev blir etter dette vist grønt, pre- og tidligmalignt vev blått. Vev i større avstand til endoskopet eller vev som på grunn av sin topologi virker som en lysfelle vises i formørket form.

Riktignok vises ved denne fremgangsmåten også vev som erkarakterisertmed en høy kartetthet i DAFE mørkt, og riktignok også når dets avstand til endoskopet er forholdsvis liten og topologien ikke er påfallende. Grunnen til dette ligger i den forholdsvis høye absorpsjonen av stråling fra det nære UV det fiolette og det blå spektralområdet av blod, altså også for stråling fra det bølgelengdeområdet som blir anvendt for fluorescens-påvirkningen og som med dette systemet blir anvendt for deteksjonen synliggjøringen av remittert lys i DAFE-modus (se figur 5): sammenlignet med omgivende patologisk uforandret vev absorberer vevetkarakterisertav tykkere og tettere kardannelse en høy andel av det fiolette og blå fluorescens-påvirkningslyset. Bare en forholdsvis redusert andel er tilrettelagt for den egentlige fluorescens-påvirkningen på den ene siden og for remitteringen på den andre siden og dermed for deteksjonen gjennom bildeopptaksenheten. Vev som erkarakterisertmed en sterk kardannelse vises derfor i DAFE-modus som vev som befinner seg i en forholdsvis står avstand til endoskopet og som på grunn av sin topografiske struktur virker som en lysfelle, nemlig formørket. En differensiering er i praksis ikke mulig. Samlet er dermed vevsdifferensieringen i arbeidsmodus DAFE begrenset.

I praksis kommer det enda et annet problem til: også betent vev erkarakterisertmed en høy og tett kardannelse og forholder seg tilsvarende dette i arbeidsmodus DAFE i optisk henseende på den måten som er beskrevet ovenfor. Men pre- og tidligmalignt vev er ofte også samtidig i betent tilstand. På grunn av den forsterkede absorpsjonen av fiolett og blått lys av de overflatenære blodkarene som da opptrer kan ifølge forklaringen ovenfor bare forholdsvis lite blått lys bli remittert og detektert av bildeopptaksenheten. Disse betente pre- og tidligmaligne lesjonene vises da likeledes bare formørket og kan ikke eller knapt bli adskilt fra vevspartier lengre borte eller som virker som lysfeller. Dermed er ved krefttidligdiagnose generelt alle vevspartier som er vist mørke å klassifisere som mistenkelige, noe som begrenser nyanseringen enormt. En differensiering mellom vev med høy kartetthet eller blodkonsentrasjon på vevsoverflaten og vev med høy kartetthet tett under vevsoverflaten er likeledes ikke mulig da det langbølgede blålyset som anvendes for deteksjonen ennå har en forholdsvis høy inntrengningsdybde og derfor i begge tilfeller blir absorbert lignende sterkt, og i begge tilfeller står det forholdsvis lite stråling tilrettelagt for tilbakestrålingen.

I DE 102 01 005 Al er det beskrevet et kombinert DWEL/DAFE-system som i modus DAFE ved siden av fluorescensstrålingen dannet av vevet i tillegg detekterer stråling remittert på vevet, som enten stammer fra det kortbølgede eller den langbølgede enden av det synlige spektralområdet. Kriterium for utvalget av det tilsvarende spektrale båndet er her at tjenlig som fargereferanse med tanke på fargenyansering mellom på den siden friskt vev med forholdsvis stor avstand til endoskopet og/eller med sterk overflatestrukturering og på den andre siden pre-, tidlig- og malignt vev. Uten etableringen av en slik fargereferanse, altså med ren fluorescensdeteksjon vises friskt vev av den arten som er beskrevet og pre-, tidlig- og malignt vev i modus DAFE nærmest likt, nemlig mørkt, noe som resulterer i en utilstrekkelig nyansering. Men gjennom ytterligere deteksjon av stråling remittert på vevet fra et bånd i de nevnte spektralområdene i modus DAFE er det mulig med en forskjell på de to vevstypene.

Men blir eksempelvis utelukkende den remitterte strålingen på vevet detektert fra det røde spektralområdet er det ikke eller knapt mulig i modus DAFE å skille pre-, tidlig-og malignt vev fra slikt ikke-malignt vev som erkarakterisertgjennom en høy kartetthet. Med den beskrevne oppbygningen vises begge vevstilstandene lignende røde, nyanseringen er altså suboptimal.

Blir det utelukkende detektert stråling remittert på vevet fra det blå spektralområdet oppstår ulempene forklart i detalj ovenfor for systemet beskrevet i [2].

Videre finnes det ingen bestrebelser på å spesifisere og å optimalisere strålingen remittert på vevet for deteksjonen fra det kortbølgede spektralområdet i den form som er beskrevet nedenfor, for å muliggjøre en videregående vevsdifferensiering.

Til grunn for oppfinnelsen ligger derfor oppgaven å lage en innretning til skjermfremvisende diagnose av vev, spesielt for undersøkelsen av bronkialområdet under valgfri anvendelse av diagnostisk hvittlys-endoskopi DWEL og diagnostisk autofluorescensendoskopi DAFE som dessuten oppfyller de i innledningen nevnte mål og fordringer. Denne innretningen skal av alle ting værekarakterisert vedat den ved DAFE sikrer en fint differensiert vevsgjenkjennelse.

Fint differensiert vevsgjenkjennelse betyr skjematisert og forenklet, at forskjellige vevstilstander, nemlig for det første friskt vev, for det andre vevkarakterisert veden høy kartetthet, altså eksempelvis betent vev og for det tredje pre-, tidlig- og malignt vev med en mindre sterk vaskularisering og leilighetsvis for det fjerde til og med pre-, tidlig- og malignt vev med en lokalt høy kartetthet, men som opptrer i en annen avstand til vevsoverflaten enn eksempelvis ved betent vev, optisk og her fremfor alle ting i farger tydelig lar seg skille fra hverandre.

Men fint differensiert vevsgjenkjennelse betyr også at slikt vev som på grunn av avstanden til endoskopet og/eller på grunn av sin uvanlige topologi eller ganske generelt formulert, på grunn av de ugunstige rammebetingelsene ved den endoskopiske belysningen og bestrålingen av vevet som skal undersøkes og som derfor med hensyn til sin tilstand ikke kan bli vurdert entydig skiller seg tydelig i farge fra godt belyst og bestrålt vev og derigjennom slik er klart identifiserbart.

Brukeren skal altså på denne måten omgående kjenne igjen de vevspartiene som trenger enda en detaljert undersøkelse, altså eksempelvis en forbedret belysning og kunne skille fra dem som DAFE allerede har gjort hele sitt potensiale tilgjengelig for med hensyn til optisk informasjon om vevstilstanden.

En innretning som løser denne oppgaven er angitt i krav 1. Fordelaktige videreutforminger av en slik innretning fremgår av underkravene.

Denne oppgaven blir i det man går ut fra en innretning av den art som er nevnt i innledningen løst slik at på det menneskelige øyet eller på bildeopptaksenheten i arbeidsmodus DAFE ved siden av det i vevet dannede fluorescenslyset eller deler av det i vevet dannede fluorescenslyset i tillegg fra lyskilden blir tilrettelagt og på vevet remittert stråling fra minst to spektrale bånd hhv. minst to grupper av spektrale bånd er overførbart, at strålingen fra et første bånd hhv. en første gruppe av bånd er valgt slik at remitteringsforholdsmåten til vevet er uavhengig av de forskjellige vevstilstandene eller iallfall minst i første tilnærming er uavhengig, og at strålingen fra et andre bånd eller en andre gruppe av bånd er valgt slik at vev med en forholdsvis høy kartetthet hhv. blodkonsentrasjon med hensyn til remitteringen av stråling fra dette andre båndet hhv. denne andre gruppen av bånd forholder seg annerledes enn vev med en i forhold til dette mindre kartetthet hhv. blodkonsentrasjon og/eller som vev med en lignende høy kartetthet hhv. blodkonsentrasjon, men som opptrer i en annen avstand til vevsoverflaten.

Innretningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at bildeopptaksenheten i arbeidsmodus DAFE ved siden av det egentlige fluorescenslyset dannet gjennom påvirkning i vevet i tillegg detekterer fra lyskilden tilrettelagt og på vevet remittert stråling fra et første spektralbånd eller en første gruppe av spektrale ånd. Valget av dette første spektrale båndet eller denne første gruppen av spektrale bånd skal ifølge oppfinnelsen foregå slik at remitteringsforholdet for strålingen fra dette første båndet eller denne første gruppen av bånd fra de forskjellige vevstilstandene, spesielt fra friskt vev, fra pre-, tidlig- og malignt vev og også fra vev som erkarakterisertgjennom en forholdsvis høy kartetthet hhv. blodkonsentrasjon, og her spesielt fra betent vev, likt eller i det minste i første tilnærmelse er sammenlignbare, dvs. andelen av remittert stråling fra de forskjellige vevstilstandene er uavhengig eller i det minste i første tilnærmelse uavhengige. Men et spektralt bånd eller en gruppe spektrale bånd ville også være egnet når remitteringen fra tilsvarende stråling for anomalt vev, altså for pre-, tidlig- og malignt vev og for vev med høyere kartetthet hhv. blodkonsentrasjon, altså eksempelvis for betent vev, var høyere enn for friskt vev.

Videre utmerker innretningen ifølge oppfinnelsen seg ved at strålingen fra dette første spektrale båndet eller fra denne første gruppen av spektrale bånd avstemmes slik med innretningen hhv. med komponentene i innretningen som manipulerer intensiteten av strålingen slik at andelen som er remittert på vevet og detektert av bildeopptaksenheten, ligger i samme størrelsesorden som den samtidig detekterte vevfluorescensstrålingen. I en eksempelvis utforming realiserer man denne avstemningen slik at for friskt vev er denne strålingsandelen remittert på vevet og detektert av bildeopptaksenheten med hensyn til intensiteten omtrent halvparten av fluorescensandelen.

Ideelt er dette første spektrale båndet eller denne første gruppen av spektrale bånd med hensyn til plasseringen i spekteret og med hensyn til den spektrale bredden og også med hensyn til transmisjonen å velge slik hhv. er leilighetsvis ytterligere forholdsregler å velge slik at eventuelle overlagrende og fluorescensandeler avhengig av vevstilstanden fra dette spektrale området eller disse spektrale områdene ikke gir noe nevneverdig bidrag i forhold til remitteringsandelen uavhengig av vevstilstanden eller i det minste uavhengig i første tilnærmelse. I en eksempelvis utforming begrenser man seg til et enkelt spektralt bånd og legger dette i det langbølgede synlige, og riktignok dit, hvor vevsfluorescensen allikevel er ubetydelig liten, altså eksempelvis i et bølgelengdeområde omkring bølgelengden 670 nm +/-10 nm (se også utformingseksempel beskrevet nedenfor).

Men det kan også tenkes at det spektralområdet som grenser til det røde, nemlig det gule eller det nære IR eller også en kombinasjon av disse spektrale områdene.

Bare med denne fremgangsmåten lykkes det å danne en ekte fargereferanse. For den eksempelvise utformingen blir friskt vev dominert av fluorescenslys, hvor derimot anomalt vev, altså pre-, tidlig- og malignt vev og vevkarakterisert veden høy kartetthet, av den remitterte strålingen på vevet blir dominert av det langbølgede synlige, da den detekterte fluorescensen fra anomalt vev er sterkt redusert. Tilsvarende den foretatte bildebearbeidingen vises så normalt vev og anomalt vev i lyse farger hhv. fargetoner, men som tydelig kan skilles fra hverandre. I det enkleste tilfelle nemlig når det gjennom bildeopptaksenheten og bildebearbeidingsenheten ikke blir foretatt noen ytterligere fargetransformasjoner vises i den eksempelvise utformingen det friske vevet i lyst grønt i fluorescenslyset og det anomale vevet i lyst rødt i remitteringslyset. Men det er også tenkelig at de forskjellige spektrale områdene, altså det detekterte og til vevs differensieringen innbrakte spektrale området til fluorescensstrålingen på den ene siden og det spektrale området til den remitterte strålingen fra det første spektrale båndet som skiller seg fra dette på den andre siden ved hjelp av bildebearbeiding og/eller også allerede gjennom passende spesifisering for bildeopptaksenheten bli anvist andre farger.

Avgjørende er det at med denne fremgangsmåten kan normalt og anomalt vev som blir tilstrekkelig belyst og bestrålt bli differensiert fra slikt vev som blir utilstrekkelig belyst og bestrålt: det siste vises mørkt og er dermed tydelig å skille fra de lyse farger og fargetoner for det godt belyste vevet. Av dette vet brukeren at han allerede har alle de optiske informasjonene som DAFE kan formidle. For vevspartiene som vises mørke vet han at han (ennå) ikke kan treffe noen avgjørelser om vevstilstanden.

Ved å oppgi bruk og deteksjon av stråling fra dette første spektrale båndet eller fra denne første gruppen av spektrale bånd, altså ved å oppgi å skape en ekte fargereferanse, ville anomalt vev eller som i den allerede eksisterende løsningen [2] beskrevet i detalj ovenfor, i det minste bestemte former av anomalt vev vise seg tilsvarende mørkt som utilstrekkelig belyst vev og ville ikke eller knapt være mulig å skille fra det siste (se figurene 1-4). Nyanseringen i innretningen ville derigjennom være sterkt innskrenket.

Innretningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg videre ved at bildeopptaksenheten i arbeidsmodus DAFE i tillegg detekterer fra lyskilden tilrettelagt og remittert på vevet stråling fra minst et andre spektralt bånd eller minst en andre gruppe av spektrale bånd.

Valget av dette andre spektrale båndet eller denne andre gruppen av spektrale bånd foregår ifølge oppfinnelsen slik at ikke malignt anomalt vev som erkarakterisertgjennom en forholdsvis høy kartetthet, eksempelvis betent vev, med hensyn til remitteringen av stråling fra dette andre spektrale båndet eller denne andre gruppen av spektrale bånd forholder seg tydelig annerledes enn pre-, tidlig- og malignt vev med en i forhold til dette liten kartetthet eller i tillegg forholder seg annerledes enn pre-, tidlig- og malignt vev med en lokal lignende høy kartetthet, men som opptrer i en annen avstand til vevsoverflaten enn eksempelvis ved betent vev.

Det andre spektrale båndet eller den andre gruppen eller den andre gruppen av spektrale bånd stammer mest hensiktsmessig fra det nære UV og/eller det fiolette og/eller det blå spektralområdet. Med tanke på en videre optimert vevsdifferensiering av den arten som er beskrevet ovenfor blir dette andre spektrale båndet til og med i et spektralt forholdsvis smalt mellombølgeområde på maksimalt 50 nm halvverdibredde (FWHM) med den sentrale bølgelengden lagt til 420 nm +/- 20 nm (se også utformingseksempel beskrevet nedenfor).

Videre er strålingen fra dette andre spektrale båndet eller fra denne andre gruppen av spektrale bånd med innretningen ifølge oppfinnelsen hhv. med komponentene i innretningen som manipulerer intensiteten til strålingen som blir avstemt slik at andelen remittert på vevet og detektert av bildeopptaksenheten ligger i størrelsesordenen til den der samtidig detekterte vevsfluorescensstrålingen og strålingen fra det første spektrale båndet eller den første gruppen av spektrale bånd remittert på vevet og detektert der samtidig.

I en eksempelvis utforming begrenser man seg for begge remittert andeler til stråling fra hver et spektralt bånd. Det første båndet legger man i det langbølgede synlige, som allerede beskrevet ovenfor, det andre båndet i det kortbølgede synlige. Der har blod en forholdsvis høy absorpsjon (se figur 5), dvs. strålingen fra disse bølgelengdeområdene blir absorbert sterkt av vevet som erkarakterisertmed en høy kartetthet hhv. høy blodkonsentrasjon, slik at sammenlignet med normalt vev og pre-, tidlig- og malignt vev, som erkarakterisert veden forholdsvis liten vaskularisasjon hhv. har en forholdsvis liten blodkonsentrasjon, bare en liten andel er tilrettelagt for remitteringen. Denne effekten kan bli optimert når man innsnevrer det andre båndet spektralt og anordner den sentrale bølgelengden 420 nm +/- 20 nm da absorpsjonsmaksimum for blod befinner seg i dette bølgelengdeområdet.

Dessuten er det kjent at med avtagende bølgelengde avtar inntrengningsdybden av stråling i det biologiske vevet fra det synlige og de tilgrensende spektrale områdene, slik at gjennom den spektrale innsnevring av dette andre båndet og valget av denne relativt korte sentrale bølgelengden ved 420 nm +/- 20 nm i tillegg lykkes i å differensiere vevstyper med forholdsvis høy kartetthet eller blodkonsentrasjon men som opptrer i forskjellige avstander til vevsoverflaten, altså eksempelvis betent vev med en høy vaskularisasjon eller blodkonsentrasjon fra en bestemt type pre-, tidlig- og malignt vev med en sammenlignbar høy vaskularisasjon eller blodkonsentrasjon, men som opptrer i en annen avstand til vevsoverflaten enn ved betent vev. Ved den nevnte bølgelengden, som stammer fra det ekstremt kortbølgede synlige spektralområdet, lykkes denne optiske differensieringen også dersom disse avstandene har høy kartetthet hhv. At blodkonsentrasjon er forholdsvis liten, fordi følgende gjelder: jo kortere dette andre spektrale båndets bølgelengder er, jo tettere kan stedene med høy kartetthet hhv. blodkonsentrasjon for disse to forskjellige vevstypene med hensyn til avstanden til vevsoverflaten, ligge ved hverandre, for allikevel optisk å kunne differensiere dem fra hverandre, nemlig ved hjelp av deres oppførsel ved remittering, og jo bedre blir altså den romlige oppløsningen.

Den forholdsvis høye absorpsjonskoeffisienten for blod ved bølgelengder rundt 420 nm fører her til at de høye kartetthetene og blodkonsentrasjonene nær overflaten absorberer en relativ høy andel av den innkommende strålingen i dette andre båndet og bare lite blir strålet tilbake.

Den relativt lille inntrengningsdybden av stråling i bølgelengdeområdet ved 420 nm i biologisk vev fører til at den tilbake strålte andelen på vevet i alt vesentlig bare kan stamme fra det overflatenære området fordi ved disse bølgelengdene stråling i dypere vevsområder knapt kan trenge gjennom. Eller formulert annerledes: den optiske reaksjonen med hensyn til den tilbakestrålte strålingen blir med korte bølgelengder nesten utelukkende bestemt av de overflatenære områdene. Vev med en forholdsvis høy kartetthet hhv. blodkonsentrasjon, men som ikke befinner seg i området ved vevsoverflaten, forholder seg med hensyn til tilbakestrålt stråling ved disse korte bølgelengdene tilsvarende vev med en forholdsvis lav kartetthet hhv. blodkonsentrasjon.

Begge effektene sammen, den høye absorbsjonskoeffisienten av blod og den lille vevsinntrengningsdybden for bølgelengder på kanten av det kortbølgede synlige fører altså til at det lykkes å differensiere vev med en høy kartetthet hhv. blodkonsentrasjon på overflaten, altså eksempelvis betent vev, med hensyn til tilbakestrålingen på den ene siden i optimert form fra vev med normal vaskularisasjon og blodkonsentrasjon, men på den andre siden å differensiere fra slikt vev som har en lignende høy kartetthet, men som ikke opptrer umiddelbart på vevsoverflaten, altså eksempelvis fra pre-, tidlig- og malignt vev som har en forhøyet vaskularisasjon og blodforsyning i dypere vevsområder.

Denne formen for differensiering begynner riktignok å gjøre seg merkbar allerede i andre bølgelengdeområder, for eksempel i langbølget blått, men får allikevel i det fiolette, nemlig i bølgelengdeområdet ved 420 nm sitt optimum, da spesielt absorpsjonskoeffisienten for blod der antar ekstremt høye verdier og også inntrengningsdybden for strålingen fra dette bølgelengdeområdet allerede er meget liten.

Avstemningen mellom strålingen fra det første og andre båndet med innretningen hhv. med komponentene i innretningen som bestemmer intensiteten blir i denne utformingen realisert slik at den maksimale remitterte strålingsandelen fra begge båndene med hensyn til intensiteten er halvparten så stor som den maksimale fluorescensandelen, altså fluorescensandelen fra friskt vev.

Gjennom tilretteleggingen og detekteringen av strålingen fra det første spektrale båndet hhv. den første gruppen av spektrale bånd lyktes det altså, som forklart i detalj ovenfor, å lage en ekte fargereferanse som gjør det mulig å vise normalt og anomalt vev i forskjellige farger og fargetoner, mens vev som ikke blir tilstrekkelig belyst og bestrålt og som det derfor ikke kan bli gitt noen uttalelse om vevstilstanden i farge er klart differensiert. Gjennom tilretteleggingen og detekteringen av stråling fra det andre spektrale båndet hhv. den andre gruppen av spektrale bånd blir det ytterligere mulig å differensiere anomalt vev videre, nemlig slikt ikke-malignt anomalt vev som erkarakterisertgjennom en høy kartetthet, altså eksempelvis betent vev fra pre-, tidlig- og malignt vev som skiller seg ut gjennom en forholdsvis liten kartetthet, eller til og med i tillegg å kunne skille ut pre-, tidlig- og malignt vev som riktignok har en lignende høy kartetthet, men som opptrer i en annen avstand til vevsoverflaten.

I den eksempelvise utformingen blir friskt vev dominert av fluorescenslys, hvor derimot pre-, tidlig- og malignt vev blir dominert av strålingen remittert på vevet fra de to spektrale båndene, det langbølgede synlige og det kortbølgede synlige. Det ikke-maligne vever kjennetegnet gjennom sterk kardannelse derimot, altså eksempelvis betent vev, blir på grunn av den høye absorpsjonen av stråling fra det kortbølgede synlige bare dominert av strålingen fra det langbølgede synlige remittert på vevet.

Tilsvarende den foretatte bildebearbeidingen vises så normalt vev, pre- tidlig- og malignt vev og også ikke-malignt vev med høy kartetthet i lyse farger og fargetoner som tydelig kan skilles fra hverandre. Utilstrekkelig belyst og bestrålt vev, altså et vevsområde i større avstand skiller seg ut mørkt fra dette.

I det enkleste tilfellet nemlig når det gjennom bildeopptaksenheten og bildebearbeidingsenheten ikke blir foretatt noen fargetransformasjoner, vises det friske vevet i lys grønt fluorescenslys, pre-, tidlig- og malignt vev fiolett hhv. purpurfarger, frembrakt gjennom overlagring av remittert stråling fra de to nevnte spektralbåndene på den ene siden og gjennom den sterkt reduserte vevsfluorescensen på den andre siden, og det ikke-maligne vevet kjennetegnet av sterk vaskularisasjon i lyst rødt fra remitteringslyset fra det langbølgede synlige, forårsaket gjennom den sterke absorpsjonen og derfor sterkt reduserte remitteringen av stråling fra det kortbølgede synlige og også den sterkt reduserte remitteringen fra stråling fra det kortbølgede synlige og også den sterkt reduserte fluorescensen på den ene siden og den ikke-begrensede remitteringen av stråling fra det langbølgede synlige på den andre siden.

Men det er også tenkelig at de forskjellige spektrale områdene, altså det detekterte området av fluorescensstrålingen fra det spektrale området trukket inn til vevsdifferensieringen, det første spektrale området for den remitterte strålingen og det andre spektrale området for den remitterte strålingen som skiller seg fra dette ved hjelp av bildebearbeiding og/eller gjennom spesifiseringen til bildeopptaksenheten blir tilvist andre farger. De forskjellige vevstilstandene presenterer seg så i tilsvarende andre farger og fargetoner. Men utilstrekkelig belyst vev skiller seg fortsatt ut gjennom sitt mørke utseende.

Men strålingen detektert av bildeopptaktsenheten og remittert på vevet tilrettelagt fra lyskilden kan også stamme fra det ultrafiolette eller det infrarøde, så lenge de ovenfor nevnte kravene med hensyn til valg av spektrale bånd blir riktig og blir gjort synlige for brukeren av innretningen gjennom ytterligere fargetransformasjoner.

Det er også tenkelig at å sette lys på vevet med ytterligere stråling fra minst de to ovenfor nevnte forskjellige spektrale båndene hhv. gruppene av spektrale bånd ikke samtidig med at fluorescenspåvirkningsstrålingen blir satt på, men at det foregår sekvensielt, altså etter hverandre i tid. Videre blir enten remitteringsbilder fra de forskjellige spektrale båndene og fluorescensbildet vist samtidig ved siden av hverandre eller at de følger etter hverandre eller også ved hjelp av bildebearbeiding i bildebearbeidingsenheten blir lagret over hverandre og vist i ett bilde. Blandingsformer er likeledes tenkelig.

Andre fordelaktige kjennetegn ved innretningen ifølge oppfinnelsen fremgår av beskrivelsen av et utformingseksempel vist i tegningen. I tegningen viser: figur 1-4 den typiske fluorescensintensiteten fra menneskelig bronkialvev for forskjellige vevstilstander ved forskjellige påvirkningsbølgelengder AW, normert på fluorescensmaksimum fra friskt vev over bølgelengden W i nanometer, figur 5 ekstinksjonskoeffisienten E i (cm"<1>)/(mol/liter) som mål for absorpsjonen av oksyhemoglobin (kurve 1) og deoksy-hemoglobin (kurve 2) over bølgelengden W i nanometer, figur 6 skjematisk oppbygningen av en diagnoseinnretning ifølge oppfinnelsen, figur 7 en mulig utforming av en optikerenhet i en lyskilde, figur 8 skjematisk en mulig utforming av det spektrale transmisjonsforløpet T i et fluorescenspåvirkningsfilter over bølgelengden W i nanometer, figur 9 skjematisk en mulig utforming av det spektrale transmisjonsforløpet T i et blokkfilter avstemt til fluorescenspåvirkningsfilteret i figur 8 over bølgelengden W i nanometer og figur 10 i oversikten og i skjematisk form de enkelte fargebidragene for de diverse vevstilstandene og bildesituasjonen og fargeinntrykket som er resultatet av det.

Figur 6 viser i form av et blokkbilde for oppbygningen av innretningen for den kombinerte diagnostiske hvittlys-endoskopien DWEL og den diagnostiske autofluorescens i DAFE. Innretningen til skjermfremvisende diagnose av vevet 1 består av en lyskilde 2, som i arbeidsmodus for DWEL hvittlys for belysningen og i arbeidsmodus for DAFE stråling for fluorescenspåvirkningen, stråling fra et første spektralt bånd for å lage en ekte fargereferanse og stråling fra et andre spektralt bånd for en differensiering som går videre med anomalt vev ifølge utformingen ovenfor over en lysleder 3 ført bort på vevet 1. Lyslederen 3 kan bestå av en enkeltfiber, en fiberbunt eller en væskeleder eller også av en kombinasjon av disse elementene.

Så vel bildet laget i DWEL nesten utelukkende gjennom remittert lys som også for bildet laget i DAFE gjennom fluorescenslys, som i tillegg er overlagret remittert stråling, blir tilført en bildeopptaksenhet 5 over en bildeoverføringsenhet 4, hvor en omforming av de optiske signalene til elektriske signaler finner sted. De siste blir videreledet til en bildebearbeidingsenhet 6, hvor en bearbeiding av de elektriske signalene finner sted, for eksempelvis å lage et bilde på en monitor 7. Men på samme måte er også opptegningen med en videorecorder eller en annen videoteknisk innretning mulig. Det er også tenkelig med den endoskopiske direkteobservasjonen, hvor bildeopptaksenheten 5, bildebearbeidingsenheten 6 og monitoren 7 blir erstattet direkte gjennom den menneskelige observatøren og hans øye.

Blir det til bildefremstillingen anvendt et videoendoskop, altså et såkalt chipendoskop, hvor videochipen er anbrakt i selve endoskopet så dreier det seg for bildeoverføringsenheten 4 i alt vesentlig om et objektiv, avhengig av utformingen av videoskopet men leilighetsvis også om et mer omfattende linsesystem som eventuelt også er kombinert med bildefibre og for bildeopptaksenheten 5 om sensorsystemet til videoendoskopet. Bildebearbeidingsenheten 6 blir dannet av den tilhørende controller. Her handler det om så vel for videoendoskopet som også for controlleren om komponenter som uten begrensninger kan bli anvendt for DWEL.

Hvis derimot et kamera kan anvendes består bildeoverføringsenheten 4 av et endoskop-objektiv, en bildefiberbunt tilknyttet dette eller et linse- eller stavlinsesystem, hvor begge er deler av et endoskop, av et endoskop-okular og eventuelt et kamera-objektiv. Disse komponentene overfører bildet av vevet til bildeopptaksenheten 5. Denne siste blir dannet av sensorsystemet til et kamerahode. For bildebearbeidingsenheten 6 handler det om kameradriveren. Også for kameraet handler det om et apparat som uten begrensning kan bli anvendt for DWEL. Det kan til og med handle om et konvensjonelt medisinsk kamera.

Fluorescensen dannet i det menneskelige vevet og detekterbar på overflaten, eksempelvis på bronkialslimhinnen, er i størrelsesordenen med en faktor hundre mindre enn fluorescens-påvirkningsstrålingen remittert på vevet som overlagrer fluorescensen. For derfor overhode først å la vevsfluorescensen bli synlig må remitteringsandelen som først dominerer i bildet bli eliminert fullstendig eller i det minste ganske vidtgående. Dette skjer i utformingseksemplet over et fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfilter. Her handler det om et optisk filter som i bildelinjen er plassert foran bildeopptaksenheten 5, altså eksempelvis i bildeoverføringsenheten 4.1 det enkleste tilfellet kan det handle om en optisk komponent som allikevel befinner seg i bildelinjen, som er forsynt med passende optiske sjikt. Fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfilteret er utformet slik at dets transmisjon i hele eller i det minste nærmest hele det spektrale området, som blir gjort tilgjengelig for fluorescenspåvirkning, går mot null. Utenfor dette spektrale området ligger transmisjonen til dette filteret i det synlige ideelt ved hundre prosent. Dette fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfilteret er ikke tegnet inn i figur 6.

Det utvalgte lysmidlet hhv. de utvalgte midlene til lyskilden 2 kan også være deler av endoskopet. I det tilfelle at det bare finnes et lysmiddel og dette er plassert i endoskopet kan den tapsgivende lyslederen mellom lyskilden og endoskopet bli utelatt. Blir dette lysmidlet posisjonert i den distale enden av endoskopet kan til og med lysledere bli utelatt helt. I det foreliggende utformingseksemplet blir det forenklende gått ut fra det tilfelle at et eneste lysmiddel blir anvendt som er plassert i lyskilden 2, altså utenfor endoskopet.

Figur 7 viser optikkenheten til lyskilden 2 fra figur 6. For lysmidlet 8 anvendt i denne lyskilden handler det om en lampe som emitterer inkoherent bredbåndet i det synlige spektralområdet. Blir det for lysmidler anvendt en kortbuelampe som ideelt sett emitterer hvitt lys, eksempelvis en xenonlampe, en blandingsgasslampe med passende optimert gassblanding eller en lampe med kvikksølvandeler, lykkes strålingsinnkoplingen i lyslederen 9, som tilsvarer lyslederen 3 i figur 6, spesielt godt. Alternativt kan som lysmiddel også en halogenlampe bli anvendt.

I utformingseksemplet i figur 7 blir en parabolspeillampe anvendt som avgir en parallell strålebunt. Et filter 10 som befinner seg fast i strålegangen blokkerer UV- og IR-strålingsandelen til lysmidlet 8. En linse 11 fokuserer den parallelle strålebunten til lysmidlet 8. I brennpunktet til linsen 11 befinner det seg en ly sleder 9 hvor de filtrerte strålingen til lysmidlet blir koplet inn.

Ved omkopling til arbeidsmodus DAFE blir fluorescens-påvirkningsfilteret 12 svingt inn i den parallelle strålegangen til lysmidlet 8. Dette skjer eksempelvis gjennom betjeningen av en pedalkopling eller med et tastetrykk på betjeningspanelet til lyskilden. Begge betjeningselementene er forbundet med en styringsenhet som kontrollerer filtersvingmekanismen og den kan igjen være plassert i lyskilden. Disse komponentene som angår svingeforløpet for filteret 12 er ikke avbildet i figur 7. Ved omkopling til DWEL blir fluorescens-påvirkningsfilteret 12 svingt ut av strålegangen. Dette skjer på samme måte som innsvingningen.

Figur 8 viser en mulig utforming av den spektrale transmisjonskarakteristikken T på fluorescens-påvirkningsfilteret 12 fra figur 7. Figur 9 viser en mulig utforming av den spektrale transmisjonskarakteristikken T for et fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfilter avstemt til et fluorescens-påvirkningsfilter 12, som beskrevet ovenfor kan være en del av overføringsenheten 4 i figur 6, men som der ikke er tegnet inn eksplisitt.

Et første transmisjonsbånd for fluorescens-påvirkningsfilter 12 ligger i fiolett og blått og tjener for det første til fluorescenspåvirkningen. Den spektrale transmisjonsgraden går mest ideelt mot hundre prosent i hele transmisjonsbåndet for å danne en best mulig fluorescenspåvirkning med tanke på et lyst fluorescensbilde.

Tilsvarende de foregående overveielsene og med tanke på oppfinnelsen disponerer fluorescens-påvirkningsfilteret 12 et andre transmisjonsområde som ligger i utformingen beskrevet her, nemlig i det langbølgede røde. Eksempelvis begynner dette andre transmisjonsområdet ved en bølgelengde på omtrent 665 nm, ligger på en bølgelengde på omtrent 670 nm i prosentområdet og stiger ideelt sterkt med økende bølgelengde. Avgjørende for valget av dette bølgelengdeområdet er at i arbeidsmodus DAFE er strålingen påført vevet og remittert der fra dette andre transmisjonsområdet til fluorescens-påvirkningsfilteret helt ideelt fullstendig uavhengig av vevstilstanden. Det betyr at friskt vev, pre-, tidlig- og malignt vev, men også vev kjennetegnet med en høy kartetthet, som for eksempel betent vev remitterer strålingen fra dette andre transmisjonsområdet forholdsvis sterkt. Dermed lykkes det å lage en fargereferanse som blir dannet av stråling remittert på vevet og detektert av bildeopptaksenheten fra dette andre transmisjonsområdet til fluorescens-påvirkningsfilteret. Anomalt vev som ved den rene fluorescensdeteksjonen, altså uten ytterligere deteksjon av strålingen remittert på vevet, som ville vises mørkt på grunn av ubetydelig fluorescens og dermed ikke kunne skilles fra utilstrekkelig belyst og bestrålt vev, men opptrer altså slik, først uten betraktning av forholdsreglene beskrevet videre i det etterfølgende, hvor fargen som blir bestemt gjennom strålingen fra dette andre transmisjonsområdet. Dermed lykkes i arbeidsmodus DAFE en klar differensiering av anomalt vev og utilstrekkelig belyst og bestrålt vev.

Da transmisjonen til fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfilteret i dette spektrale området ideelt går mot hundre prosent (se figur 9), kan strålingen fra dette spektrale området remittert på vevet først bli detektert i full bredde av bildeopptaksenheten 5. Ytterligere optiske komponenter som befinner seg i strålegangen som manipulerer transmisjonen eller en kombinasjon av optiske og elektroniske komponenter, som ikke er inntegnet i avbildningene, sørger allikevel for at i utformingseksemplet er andelen av bildesignalet som stammer fra dette andre transmisjonsområdet til fluorescens-påvirkningsfilteret er omtrent halvparten så høyt som fra bildesignalet, som har sin opprinnelse i fluorescensstrålingen fra friskt vev. Slik finner eksempelvis en sensorenhet anvendelse i bildeopptaksenheten 5, som er optimert med henblikk på en god fargegj engi velse for DWEL. Som allerede antydet et annet sted er derfor den egentlige detektorenheten foranlagret et optisk filter som sterkt demper de strålingsandelene som stammer fra det røde spektralområdet.

Dette har blant annet også den fordelen at de rødfluorescensandelene avhengig av vevstilstanden som overlagrer remisjonsandelen fra det røde ikke spiller noen rolle lenger. Derigjennom er den samlede rødandelen i bildet som er sammensatt av rødt lys remittert på vevet og vevsrødfluorescenslys praktisk uavhengig av vevstilstanden og rødandelen i bildet kan bli betraktet som ekte, dvs. konstant fargereferanse. Tilsvarende de foregående overveielsene og med tanke på oppfinnelsen disponerer fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfilteret ved siden av det egentlige første spektralt brede transmisjonsområdet som omfatter nærmest hele det synlige spektralområdet, over et annet transmisjonsområde. Dette ligger i utformingseksemplet i det kortbølgede (se figur 9). Men gjennom passende avstemning med fluorescens-påvirkningsfllteret 12 kan teoretisk dette andre transmisjonsområdet også være del av det første spektralt brede transmisjonsområdet.

Avgjørende for valget av dette bølgelengdeområdet er at ikke-malignt vev som er kjennetegnet gjennom en sterk vaskularisasjon, altså eksempelvis betent vev, for strålingen fra dette spektrale området har en tydelig annerledes remitteringsmåte enn pre-, tidlig- og malignt vev, som er kjennetegnet med en tydelig mindre kartetthet. Med henblikk på en videre forbedret vevsdifferensiering det andre bølgelengdeområdet til og med å velge slik at eksempelvis betent vev med en forhøyet kartetthet og blodkonsentrasjon direkte ved vevsoverflaten for stråling fra dette spektrale området dessuten har en tydelig annerledes remitteringsmåte enn pre-, tidlig- og malignt vev, som har en sammenlignbar høy kartetthet, men som opptrer i en annen avstand til vevsoverflaten og ideelt til og med kan opptre i bare en liten avstand til vevsoverflaten.

Dette andre transmisjonsområdet til fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfllteret er derfor plassert i et spektralt område, hvor blod har en forholdsvis sterk absorpsjon, altså eksempelvis i det nære UV og/eller i det blå (se figur 5). Dette fører til at vev med en høy kartetthet og blodkonsentrasjon, som for eksempel betent vev, absorberer en betydelig høyere andel av den innkommende strålingen fra dette andre transmisjonsområdet til fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfilteret og som en konsekvens av dette en meget mindre andel for remitteringen står til enn for pre-, tidlig- og malignt vev med mindre kartetthet.

Med henblikk på den nevnte videre forbedrede vevsdifferensieringen er dette andre transmisjonsområdet til fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfilteret dessuten plassert i og omkring et spektralt område, hvor blodabsorpsjonen når sin maksimumsverdi og dessuten inntrengningsdybden av tilsvarende stråling i biologisk vev allerede er forholdsvis liten. Dette fører til at for det første kan vev med høy kartetthet hhv. blodkonsentrasjon bli differensiert fra vev med normal kartetthet hhv. blodkonsentrasjon på optimal måte og for det andre at i tillegg også vev med høy kartetthet hhv. blodkonsentrasjon i området ved vevsoverflaten, for eksempel betent vev også kan bli skilt fra vev med lignende vaskularisasjon, når dette bare opptrer i en viss avstand fra vevsoverflaten. Gjennom valget av et ekstremt kortbølget område og den dermed medfølgende lille inntrengningsdybden til strålingen kan denne avstanden til vevsoverflaten være forholdsvis liten. Det er dermed altså mulig, å skille eksempelvis betennelser med forholdsvis høy kartetthet i det overflatenære området fra bestemte former for pre-, tidlig- og malignt vev som likeledes har en økt kartetthet, ved hjelp av forskjellig sterk remittert stråling fra dette andre spektrale båndet og dermed optisk, når denne økte kartettheten bare befinner seg i en for inntrengningsdybden for strålingen passende minsteavstand fra vevsoverflaten.

Eksempelvis har dette andre transmisjonsområdet til fluorescens-påvirkningsstrålings-blokkfilteret sin sentrale stilling ved 415 nm, en halvverdibredde på omtrent 10 nm og en maksimal transmisjonsgrad i prosentområdet (se figur 9).

Den spektrale bredden på transmisjonsområdet og høyden på transmisjonsgraden på den ene siden, men leilighetsvis også i tilleggoptiske komponenter som befinner seg i strålegangen som manipulerer transmisjonen eller en kombinasjon av optiske og elektroniske komponenter på den andre siden, som ikke er tegnet inn i figurene, sørger for at i utformingseksemplet er andelen av bildesignal som stammer fra dette andre transmisjonsområdet til blokkfilteret og som kommer fra friskt vev eller pre-, tidlig- og malignt vev av den ovenfor beskrevne arten, omtrent halvdelen så høyt som bildesignalet har som har sin opprinnelse i fluorescensstrålingen fra friskt vev.

Tilsvarende beskrivelsen ovenfor blir det for den eksempelvise utformingen i arbeidsmodus DAFE følgende form på vevsfremstillingen: friskt vev blir klart dominert av fluorescenslys, hvor hoveddelen stammer fra det grønne. De gjenstående fluorescens-andelene fra det langbølgede og kortbølgede viser ifølge lovene for additiv fargeblanding i alt vesentlig igjen grønt. Da hver av remitteringsandelene fra det langbølgede og kortbølgede spektrale området er av klart lavere intensitet, blir dr resulterende fargeinntrykket for friskt vev grønlig.

Anomalt vev, altså så vel partiene kjennetegnet av høy kartetthet over gjennomsnittet som også de maligne vevsområdene og deres forstadier er generelt kjennetegnet gjennom en sterkt redusert fluorescens. Grønt spiller overensstemmende med dette ved deres fargefremstilling i arbeidsmodus DAFE en ubetydelig rolle.

For pre-, tidlig- og malignt vev som ikke har høy kartetthet over gjennomsnittet er remitteringsmåten fra det langbølgede og fra det kortbølgede sammenlignbar med friskt vev og de to strålingsandelene vil derfor bidra med sammenlignbar vekt til den resulterende fargen. Pre-, tidlig- og malignt vev vil derfor vises fiolett hhv. purpur.

I motsetning til dette vil det for vev som har en høy vaskularisasjon på overflaten knapt være mer stråling disponibelt fra det kortbølgede. Den dominerende og derfor fargegivende strålingsandelen er dermed den langbølgede, det resulterende fargeinntrykket er rødt.

For ve som er utilstrekkelig belyst kan hverken fluorescenslys eller remitteringsstråling bli dannet i nevneverdig omfang eller nå detektoren. Dette vevet viser seg derfor mørkt.

Figur 10 viser i oversikt og i tabellform fargebidragene for de forskjellige vevstilstandene og bildesituasjonene. Her betyr: ++ høyt bidrag, + middels bidrag, 0 lite/ubetydelig bidrag.

Den siste spalten i tabellen gjengir hvert av de resulterende fargeinntrykkene, hvor det blir forutsatt at det ikke blir foretatt noen fargetransformasjoner, eksempelvis ved hjelp av bildebearbeiding. Blir slike fargetransformasjoner foretatt kan vevet vises i helt andre farger. Dette kan eksempelvis være meningsfylt når man vil imøtegå potensielle synssvakheter hos brukeren.

Det er også tenkelig at på det menneskelige øyet eller bildeopptaksenheten i arbeidsmodus DAFE fra lyskilden står til disposisjon stråling remittert på vevet fra andre spektrale bånd hhv. andre grupper av spektrale bånd som kan overføres, som er kjennetegnet ved at remitteringsmåten skiller seg fra andre enten som ovenfor oppførte vevstilstander og/eller som ovenfor ikke nevnte vevstilstander for stråling fra disse spektrale båndene hhv. grupper av spektrale bånd. Derved er en ytterligere forbedring av vevsdifferensieringen mulig.

Claims (8)

1. Innretning for skjermfremvisningsdiagnose av vev (1) under valgfri anvendelse av to diagnosemetoder, spesifikt en driftsmodus til diagnostisk hvittlys-endoskopi DWLE og en driftsmodus til diagnostisk autofluorescensendoskopi DAFE med en lyskilde (2), hvor lyset gjennom en lysleder (3) blir ledet til vevet (1) eller dens lysmiddel kan bli ført til umiddelbar nærhet av vevet, og med en bildeoverføringsenhet (4) som enten er i forbindelse med det menneskelige øye eller med en bildeopptaksenhet (5), som igjen er tilkoplet en bildebearbeidingsenhet (6) og en monitor (7) er tilført med et bildesignal, hvor i driftsmodus DAFE ved siden av fluorescenslyset dannet i vevet (1) eller deler av fluorescenslyset dannet i vevet (1), stråling fra et første og et andre spektralbånd, som i tillegg er gjort tilgjengelig av lyskilden (2) og hvilket er reflektert på vevet (1) er overført til det menneskelige øyet eller bildeopptaksenheten (5)karakterisertved at strålingen fra det første spektralbåndet ligger i et smalt bølgelengdeområde rundt 670 nm +/-10 nm, slik at refleksjonsforløp til vevet er uavhengig av de forskjellige vevsforholdene eller er minst uavhengig til en første tilnærming, og at stråling fra det andre båndet ligger i et smalt bølgelengdeområde rundt 415 nm med en halvverdibredde på 10 nm, slik at vev med en relativt høy kartetthet eller blodkonsentrasjon, med hensyn til at refleksjonen av stråling fra dette andre båndet forholder seg annerledes til vev med en mindre kartetthet eller blodkonsentrasjon som er lavere sammenliknet med dette og/eller til vev med en lignende høy kartetthet eller blodkonsentrasjon, men som opptrer i en annen avstand til vevsoverflaten.

2. Innretning ifølge krav 1,karakterisert vedat strålingen fra det første spektrale båndet så vel som strålingen fra det andre spektrale båndet er avstemt til intensiteten til den respektive stråling med manipulerende komponenter, slik at den maksimale andel fra de to båndene eller to grupper av bånd som i hvert tilfelle er reflektert på vevet og detektert av bildeopptaksenheten ligger i størrelsesordenen av den detekterte fluorescensstrålingen fra friskt vev.

3. Innretning ifølge ett av kravene 1 eller 2,karakterisert vedat vevsfluorescensstrålingen og den reflekterte strålingen fra de to spektrale båndene kan overføres og detekteres til samme tid.

4. Innretning ifølge ett av kravene 1 eller 2,karakterisert vedat vevsfluorescensstrålingen og den reflekterte strålingen fra de to spektrale båndene kan overføres og detekteres sekvensielt, dvs. etter hverandre i tid.

5. Innretning ifølge ett av de foregående kravene,karakterisert vedat bildeover-føringsenheten (4) består av objektivet til et chipendoskop, bildeopptaksenheten (5) av sensorsystemet til et chipendoskop og bildebearbeidingsenheten (6) av den tilhørende regulator.

6. Innretning ifølge ett av kravene 1-4,karakterisert vedat bildeoverføringsenheten (4) består av et objektiv fra et linsesystem eller bildefiberbunt og okularet til et endoskop og også av objektivet til et kamera med sensorsystem og at bildeopptaksenheten (5) består av sensorsystemet til kameraet og bildebearbeidingsenheten (6) av den tilhørende driveren.

7. Innretning ifølge ett av de foregående kravene,karakterisert vedat lyskilden (2) omfatter minst et inkoherent og spektralt bredbåndsemitterende lysmiddel (8).

8. Innretning ifølge ett av de foregående kravene,karakterisert vedat lyskilden (2) omfatter et eller flere lysmidler og at et eller flere av disse lysmidlene er plassert i et endoskop.