WO2019185096A1 - Verfahren und vorrichtung zur untersuchung der neurovaskulären kopplung am auge eines patienten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur untersuchung der neurovaskulären kopplung am auge eines patienten Download PDF

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WO2019185096A1
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eye
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Walthard Vilser
Martin SKORSETZ
Thomas Riemer
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Imedos Systems GmbH
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Definitions

  • One of the autoregulatory mechanisms is the flow-induced autoregulation.
  • the state-of-the-art dynamic vessel analysis system is the Dynamic Vessel Analyzer (DVA) from Imedos (Garhofer, G., Bek, T., Böhm, AG, Gherghel, D., Grunwald, J., Jeppesen, P. , Kergoat, Fl., Kotliar, K., Lanzl, I., Lovasik, JV, Nagel, E., Vilser, W., Orgul, S., Schmetterer, L.: "The retinal vessel analyzer in ocular blood flow research. "Acta Ophthalmologica 2010: 88: pp. 717-722).
  • DVA Dynamic Vessel Analyzer
  • the standard provocation used in the DVA is Flickerlicht, which works in a frequency range of 12.5 Hz and interrupts the green measuring light with an optical shutter flickering for 20 s. This procedure is repeated three times and the vascular responses are then superimposed for averaging and evaluated for maximum dilation and subsequent constriction.
  • the parameters of the evaluation are interpreted as biomarkers for the functional diagnosis of the microvascular endothelial function.
  • the parameters of the vascular response are also mistaken as parameters of the neurovascular Coupling designates and interprets.
  • the neurovascular coupling represents the initial stimulus and thus influences the vascular response
  • the vascular response of the large vessels describes the function of the endothelial function.
  • Two spectral ranges in the red and green spectral range of the white illumination light are selected via a dual band pass filter in the illumination beam path of a conventional retinal camera and assigned to the red and green color channels of a 3-chip CCD color camera in such a way that the two selected illumination-side spectral ranges of the measurement light are separated from each other the two associated red and green color channels of the CCD camera are received.
  • quotients are formed and reassigned to the fundus location. The quotient image thus generated is then evaluated for capillary perfusion on the optic nerve head.
  • this method does not allow perfusion of the optic nerve head when perfusion is understood as meaning the capillary blood flow, it does provide a measure of the blood volume and thus of the capillary vessel diameter and the capillarization of the considered tissue volumes.
  • the disadvantage of this method is that it can not, as described in the aforementioned work, provide functional information about the regulation of capillary "perfusion".
  • a first major disadvantage of the prior art is the lack of opportunities to study neurovascular coupling in the retina. Methods for the investigation of neurovascular coupling in the brain are purely experimental, invasive, very expensive and not suitable for clinical use. Neurovascular coupling plays a key role in retinal and cerebral blood flow as well as in various diseases.
  • a further disadvantage of the prior art is that the results of studies on vascular endothelial function are very strong and that the connection between endothelial dysfunction and cardiovascular risk factors, events and diseases is unclear, with clinical use for individual endothelial function evaluation and diagnosis of endothelial dysfunction Endothelial dysfunction is flawed and unsettled.
  • the object is achieved for a method for the examination of the neurovascular coupling on the eye of a patient with a first method in which an image sequence of images of the fundus of the eye is created and recorded while the fundus is stimulated with a flicker light, wherein from the images of the image sequence for at least one capillary vessel region of the fundus Signals are derived, the capillary vascular responses of the capillary capillary of the capillary area on the stimulation with the flicker light and their maximum absolute or percentage change is determined and used as an evaluation criterion for the neurovascular coupling.
  • signals are also derived from the images of the image sequence for at least one vessel section of arterial or venous vessels of the fundus, which represent arterial or venous vascular responses to the stimulation and whose maximum absolute or percentage change is determined, which represents an evaluation criterion for the endothelial function.
  • the images can be assigned to two color channels, determined by one of the spectral ranges, and a quotient signal derived from the intensity values of the two color channels can be formed as the signal.
  • the maximum change in the quotient signal and / or the diameter signal is color-coded in a mapping image to which at least one capillary vessel region and / or the at least one vessel section are assigned.
  • a device for the examination of the neurovascular coupling on the eye of a patient comprises: an imaging system for generating an image sequence of images of the fundus of the eye, the image intensities of the fundus-characterizing structures, the capillary density , which represent blood velocity, the blood flow or the blood volume of the vessels, with a lighting unit for generating flicker light, with which at least a portion of the fundus is stimulated, a data and image processing unit, designed for the selection of capillary vascular areas and vascular sections of arterial and venous vessels the pictures of the sequence, a unit for deriving signals associated with the selected capillary vascular areas and the selected vascular sections; a signal analysis unit and a result and presentation unit.
  • the LEDs of two spectral regions generate the measuring light and, independently of this, the LEDs of the third spectral range generate the flicker light.
  • the spectral ranges of the LEDs that generate the measurement light are preferably green and red, and the spectral range of the LEDs that produce the flicker light is blue.
  • the digital image sensor is advantageously a color image sensor with at least two color channels.
  • the digital image sensor is a monochromatic image sensor, wherein the spectral ranges of the measuring light within and the spectral range of the flicker light are outside the spectral sensitivity of the digital image sensor.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a device suitable for carrying out the method
  • FIG. 3 shows an image of the fundus, in which exemplary capillary vascular areas, one of which is indicated on the optic nerve head, measuring locations and vessel sections, and
  • FIG. 4 shows a block diagram of a further device suitable for carrying out the method.
  • a method for the examination of the neurovascular coupling on the eye A an image sequence of images of the fundus of the eye A is preferred over a baseline phase BP, a stimulation phase SP, in which the fundus is stimulated with a flicker light, and a postphase NP recorded, see Fig- 1.
  • a signal is derived for at least one capillary vessel region KGB, which represents a capillary vascular response (signal of a measured variable) of the capillary vessels to the stimulation of the retina and whose maximum change during the stimulation phase SP represents an evaluation criterion (biomarker) for the NPC.
  • a capillary vascular response may be the changes in capillary blood flow or capillary blood velocity, capillary vessel diameter, or capillary blood volume in the retina or on the optic nerve head during the stimulation phase SP.
  • the change of the capillary blood volume or the vessel diameter of the capillary vessels which is a change in the retinal capillary vessel areas KGB or the papillary capillary vessel areas KGB (on the papilla) reflected portion of the measurement light result, detected by a normalized intensity signal (quotient signal Q (t, x, y)), which is used as a capillary vascular response to study the NVK.
  • a normalized intensity signal quotient signal Q (t, x, y)
  • the examiner can choose between setting 0-1: freely selected parameters (free parameter selection),
  • Step 0-1 Free parameter selection
  • the examiner is preferably offered the following parameters for automatic presetting and after selection the parameter set is stored under a name to be given by the examiner as a new program for comparison and repeat examinations.
  • spectral ranges of the measuring light preferably green and red, when a normalized intensity signal (quotient signal Q (t, x, y)) is to be derived from the image sequences, and defining a spectral range, eg. B. green, when a non-normalized intensity signal is to be derived from the image sequences
  • the measuring light and the flicker light have the same spectral range (eg green), z. B. at a frame rate of 25 Hz, the measuring light during the stimulation phase SP at every second image with a predetermined Modulation depth turned off to realize a flicker stimulation frequency of 12.5 Hz.
  • a different spectral range is determined for the measuring light and the flicker light.
  • blue is also preferred as additional measuring light in conjunction with red.
  • Step 0-1 -2 Setting the Flicker Light (Flicker Light Parameter)
  • the specified spectral range of the flicker light is only modulated according to the other flicker parameters.
  • flicker light changes only the spectral range with the flicker frequency, which means a mutual switching of different color LEDs.
  • the examiner can set the stimulation shape for each half period of the flicker light with the following parameters:
  • the flicker frequency can basically be set independently of the frame rate.
  • Step 0-2 Comparison mode (assures same examination conditions for different eyes A for the same medical question)
  • the desired examination program for the medical question is retrieved from the examination menu and the associated parameter set for the selected examination program is loaded.
  • the LEDs of a device for carrying out the method are correspondingly driven, whereby the measuring light and the flicker light are variably and adaptively adapted to the selected examination program.
  • Step 0-3 Repeat mode (secures equal examination conditions in subsequent sessions for the same eye A) with reference measurement locations
  • diameter signals D (t, x, y) are derived at the same time from the intensity values of the green color channels of the images of the image sequence.
  • the vessel diameter along the selected vessel sections GA segment by segment which are each assigned to a measurement site M (x, y), determined, stored with location correction and assigned to a synchronization signal or the individual images of the image sequence. From the determined diameters, diameter signals D (t, x, y) are formed for each vessel segment.
  • the values of the parameters of the diameter signals D (t, x, y) over the duration of the baseline phase BP provide baseline values from which a mean baseline value is determined.
  • the illumination unit 3 is arranged in an illumination beam path of the retinal camera in a plane conjugated to the eye pupil, that is to say it is imaged into the eye pupil of the eye A.
  • the fundus of the eye A is imaged sharply on a receiving surface of the digital image sensor 2.
  • the adaptive control unit 4 is connected to the data and image processing unit 5, which in turn is connected to the digital image sensor 2. It controls the individual LEDs of the illumination unit 3 separately from each other and with different radiation intensity, but at least when they emit the measurement light, synchronized to the image sequence.
  • the frequency of the flicker light (change between light and dark) is controlled by a synchronization signal which is generated by the digital image sensor 2 and transferred to the control unit 4.
  • the synchronization signal With the synchronization signal, the signals formed during the method steps are synchronized with the image sequence recorded by the digital image sensor 2. It does not matter whether the synchronization signal is given by the digital image sensor 2 or by the data and image processing unit 5, which also controls the recording of the images of the image sequence.
  • the data and image processing unit 5 connected to the digital image sensor 2 receives the image sequence.
  • the examiner selects via the data and image processing unit 5 and the input and output unit 9 in the images, see FIG. 3, the capillary vessel areas KGB in the retina or the optic nerve head and assigns them each a measuring location M (x, y) ,
  • a measuring location M (x, y) can be defined by a pixel or an image area and thus a pixel or a pixel group of the digital image sensor 2.
  • the measurement location M (x, y) may be the centroid of the KGB or another selected point in the KGB.
  • the coordinates of the measurement locations M (x, y) assigned to the KGBs and the green and red intensity values generated by the green and red measurement light at the measurement locations M (x, y) are transferred to the unit for deriving quotient signals 10.
  • the coordinates of the vessel segments or the associated measuring locations M (x, y) and the intensity values generated by the green measuring light are forwarded to the unit for deriving diameter signals 6.
  • the unit for deriving quotient signals 10 forms on-line from image to image and as a function of time quotients of the green and red intensity values of Images for all measuring locations M (x, y) of the KGBs and forwards these values as quotient signals Q (t, x, y) to the signal analysis unit 7.
  • the unit for deriving diameter signals 6 only has to be present if the device is also to be used advantageously to examine the vascular endothelial function in addition to the investigation of the neurovascular coupling.
  • the unit for deriving diameter signals 6 determines the diameter on-line via image processing of the green color signals segment by segment and image by image, forms time and location-dependent diameter signals D (t, x, y) and forwards them to the signal analysis unit 7.
  • the endothelium-descriptive parameters of the vessels such as the dilation maximum in the stimulation phase SP is calculated and output via the result and presentation unit 8 and the input and output unit 9.
  • the result and presentation unit 8 also serves to create mapping images.
  • the signal analysis unit 7 determines as parameters of the signals the maximum change in the vessel diameter, equal to the maximum dilation D max , from the diameter signals D (t, x, y) for the vessel segments or vessel sections GA or from the averaged diameter signals D (t) and the maximum change Q max from the quotient signals Q (t, x, y) for the capillary vessel areas KGB.
  • the maximum dilation D max describes the endothelial function and the maximum change Qmax describes the NKV.
  • the parameters are transferred to the result and presentation unit 8, entered in a result image (mapping image) in the correct position (motion-corrected) and output as an examination result.
  • the test results on NVK and on the endothelial function can be evaluated separately, but advantageously medically related.
  • the investigation of the NVK on the basis of quotient signals Q (t, x, y) has the advantage that the blood volume of the KGBs is detected on the basis of spectrally normalized intensity values. Since these intensity values are independent of illumination, a different illumination of the measuring locations M (x, y) as a result of eye movements has at most negligible influence on the parameters describing the NVK.
  • a further exemplary embodiment of a method and a device according to the invention results if, instead of a modified fundus camera as described above, a laser scanner is used as the imaging system 1, with laser beams whose wavelengths are matched to the spectral ranges of the measurement light and the flicker light already described above are.
  • the method and the device are carried out analogously to the above description.
  • Imaging systems 1 based on optical coherence tomography Signals are derived from the images, here called OCT images, which describe both the local vessel diameter of larger vessels and / or the local blood volume or the local perfusion of the capillaries. Such signals may be derived from local blood flow, local blood or cell velocity, or capillary density
  • An imaging system 1 based on optical coherence tomography is, for example, an angiograph (OCT-A), in whose OCT images the signals are due to the moving blood cell density or those with blood cells perfused capillaries are shown.
  • the device for examining the neurovascular coupling on the eye A of a patient may contain any imaging system 1 for generating an image sequence of images of the fundus of the eye A.
  • the imaging system 1 merely has to be designed to produce images in which imagewise intensities of the structures characterizing the fundus, the capillary density, the blood velocity, the blood flow or the blood volume of the vessels are shown.
  • a lighting unit 3 for generating flicker light is present, with which at least a section of the fundus can be stimulated.
  • the device has a data and image processing unit 5, designed for the selection of capillary vascular areas KGB and vascular sections GA arterial and venous vessels from the images of the image sequence, a unit for deriving signals 1 1, associated with the selected capillary vascular areas KGB and the selected Vessel sections GA, a signal analysis unit 7 and a result and presentation unit 8 have.
  • a data and image processing unit 5 designed for the selection of capillary vascular areas KGB and vascular sections GA arterial and venous vessels from the images of the image sequence
  • a unit for deriving signals 1 1, associated with the selected capillary vascular areas KGB and the selected Vessel sections GA a signal analysis unit 7 and a result and presentation unit 8 have.

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung der neurovaskularen Kopplung am Auge (A) eines Patienten, bei dem mit einem bildgebenden Verfahren eine Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges (A) aufgezeichnet wird, bevorzugt über eine Baseline-Phase (BP), eine Stimulationsphase (SP), in der der Fundus mit einem Flickerlicht stimuliert wird, und eine Nachphase (NP). Aus der Bildfolge werden für wenigstens einen kapillaren Gefäßbereich des Fundus Signale, insbesondere ein gemitteltes Quotientensignal (Q(t)), abgeleitet, das eine Gefäßantwort der Gefäße des kapillaren Gefäßbereiches auf die Stimulation darstellt. Die absolute oder prozentuale maximale Änderung (Qmax) des gemittelten Quotientensignals (Q(t)) wird dann als Bewertungskriterium für die neurovaskuläre Kopplung verwendet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge eines Patienten
Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft die gesamte vaskuläre Medizin, z. B. in der Augenheilkunde, Neurologie, Kardiologie, Nephrologie, Diabetologie, Hypertensiologie.
Aus Studien ist bekannt, dass mikrovaskuläre Gefäßveränderungen häufig systemischer Art sind, d. h. in den Gefäßen, insbesondere den Gefäßen der Mikrozirkulation aller Organe des menschlichen und tierischen Körpers, ähnlich auftreten und je nach Organ zu unterschiedlichen Ausprägungen von kardiovaskulären Erkrankungen, wie Atherosklerose, Arteriosklerose, Herzinsuffizienz, Niereninsuffizienz, Augenerkrankungen, wie z. B. Retinopathien und Glaukom, zerebro-vaskulären Erkrankungen, wie z. B. vaskulärer Demenz, führen und letztlich kardiovaskuläre Ereignisse, wie Herzinfarkt und Schlaganfall, auslösen können bzw. Prädiktoren sind. Das Auge als einzigartiges optisches Fenster zur Mikrozirkulation erlaubt es, die Netzhautgefäße als Spiegelbild der Gefäße in nicht zugänglichen Bereichen der anderen Organe des Körpers zu untersuchen. Das Anwendungsgebiet der Erfindung soll die vaskuläre Endothelfunktion in den Gefäßen des Menschen und die neurovaskuläre Kopplung untersuchen.
Derzeit werden in der Augenheilkunde vor allem bildgebende Verfahren und Vorrichtungen für klinische Fragestellungen eingesetzt, die strukturelle, morphologische Veränderungen am Auge, insbesondere des Augenhintergrundes (in der Netzhaut) untersuchen. Dazu gehören konventionelle Funduskameras, OCT, Laserscanner, Systeme mit adaptiver Optik und andere Gefäßuntersuchungen mit der statischen Gefäßanalyse, wie z. B. mit dem VesselMap der Firma Imedos, beginnen in den klinischen Alltag zur mikrovaskulären Risikostratifizierung und Therapiekontrolle einzudringen.
Funktionelle Untersuchungen der Netzhautgefäße haben bisher vorwiegend Anwendung in der Forschung gefunden, wie z. B. Vorrichtungen und Verfahren zur Messung von Blutgeschwindigkeit und Gefäßdurchmessern auf Indikatorbasis sowie Systeme zur dynamischen Gefäßanalyse. Die Einsatzgebiete der Systeme auf Doppler- oder OCT-Basis liefern Aussagen, die den Gefäß- bzw. Strömungszustand beschreiben und somit kaum Bedeutung zur vaskulären Diagnostik außerhalb der Augenheilkunde erlangten und nicht in der Lage sind, die Funktion vaskulärer Regelungen zur erfassen.
Die dynamische Gefäßanalyse ermöglicht die Untersuchung verschiedener Autoregulationsmechanismen auf der Basis von kontinuierlichen Messungen der Gefäßdurchmesser über die Zeit und entlang des Ortes der sogenannten großen Arterien und Venen der Mikrozirkulation. Die Netzhautgefäße werden während der Gefäßaufzeichnung stimuliert oder provoziert und antworten dementsprechend mit einer Konstriktion oder Dilatation, die die Gefäßantwort der jeweiligen durch die Stimulationsart oder Provokationsart angesprochenen retinalen Autoregulationsmechanismen und deren Funktionsfähigkeit beschreibt.
Mir derartigen Verfahren zur Stimulation oder Provokation kann man verschiedene Autoregulationsmechanismen der Mikrozirkulation untersuchen. Eine der Autoregulationsmechanismen ist die flussinduzierte Autoregulation.
Das den Stand der Technik verkörpernde System der dynamischen Gefäßanalyse ist der Dynamic Vessel Analyzer (DVA) der Firma Imedos (Garhofer, G., Bek, T., Böhm, A.G., Gherghel, D., Grunwald, J., Jeppesen, P., Kergoat, Fl., Kotliar, K., Lanzl, I., Lovasik, J.V., Nagel, E., Vilser, W., Orgul, S., Schmetterer, L.:„Use of the retinal vessel analyzer in ocular blood flow research“. Acta Ophthalmologica 2010: 88: Seiten 717- 722). Die verwendete Standardprovokation im DVA ist Flickerlicht, das in einem Frequenzbereich von 12,5 Hz arbeitet und mit einem optischen Shutter das grüne Messlicht für 20 s flickernd unterbricht. Dieser Vorgang wird dreimal wiederholt und die Gefäßantworten werden anschließend für eine Mittelwertbildung überlagert und bezüglich der maximalen Dilatation und anschließenden Konstriktion ausgewertet.
Diese Messungen sind im DVA auf die großen Gefäße der Mikrozirkulation zwischen 60 und 300 pm beschränkt.
Die Parameter der Auswertung (Dilatationsmaximum) sowie andere ableitbare Parameter werden als Biomarker für die funktionsdiagnostische Untersuchung der mikrovaskulären Endothelfunktion interpretiert. Fälschlicherweise werden von einigen Autoren die Parameter der Gefäßantwort auch als Parameter der neurovaskulären Kopplung bezeichnet und interpretiert. Es gilt aber als erwiesen, das die neurovaskuläre Kopplung zwar den Ausgangsreiz darstellt und somit die Gefäßantwort beeinflusst, die Gefäßantwort der großen Gefäße aber die Funktion der Endothelfunktion beschreibt.
Im Weiteren wird mit der WO 2005/094668 A1 eine Vorrichtung zur photometrischen Messung der Gefäßdurchmesser kleinerer Gefäße beschrieben. Die offenbarte technische Lösung ermöglicht die Messung von Gefäßdurchmessern im Bereich der Arteriolen und Venolen, sofern die Gefäße im Fundusbild als Gefäße selektierbar sind. Dazu werden zwei verschiedene Spektralbereiche und eine Farbkamera benutzt. Das erhöht die Lichtbelastung der Netzhaut beträchtlich. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der offenbarten Lösungen besteht aber ebenfalls in der starren beleuchtungsseitigen Anordnung eines Lichtmodulators im gemeinsamen beleuchtungsseitigen Strahlengang, der ebenfalls nur die zeitliche Modulation flexibel gestalten lässt und die Einsatzbreite und Adaptivität wesentlich einschränkt, letztlich die gleichen Nachteile des DVAs besitzt, bis auf den Vorteil, auch an kleinen Netzhautgefäßen, die aber deutlich größer als Kapillaren sind, messen zu können.
Eine weitere technische Lösung zur Erfassung der kapillaren "Perfusion" wird mit dem Artikel von Vilser et. al von 2008 (Vilser, W., Nagel, E., Seifert, B.U., Riemer, T., Weisensee, J., Flammer, M: „Quantitative assessment of optic nerve head pallor”. Physiological Measurement 29 (2008), Seiten 451 -457) beschrieben. Über einen Dualbandpassfilter im Beleuchtungsstrahlengang einer konventionellen Netzhautkamera werden zwei Spektralbereiche im roten und grünen Spektral bereich des weißen Beleuchtungslichtes selektiert und den roten und grünen Farbkanälen einer 3-Chip-CCD-Farbkamera derart zugeordnet, dass die beiden selektierten beleuchtungsseitigen Spektralbereiche des Messlichtes jeweils getrennt voneinander durch die beiden zugeordneten roten und grünen Farbkanäle der CCD-Kamera empfangen werden. Aus den detektierten Intensitätswerten der beiden Farbkanäle (rot und grün) durch Pixel, die jeweils dem gleichen Fundusort zugeordnet werden können, werden Quotienten gebildet und dem Fundusort wieder zugeordnet. Das so erzeugte Quotientenbild wird dann bezüglich der kapillaren Perfusion auf dem Sehnervenkopf ausgewertet. Mit dieser Methode kann man zwar nicht die Perfusion des Sehnervenkopfes darstellen, wenn man unter Perfusion den kapillaren Blutfluss versteht, hat aber ein Maß für das Blutvolumen und damit für die kapillaren Gefäßdurchmesser und die Kapillarisierung der betrachteten Gewebevolumina. Der Nachteil dieser Methode ist, das sie nicht, wie in der vorgenannten Arbeit beschrieben, funktionelle Aussagen über die Regelung der kapillaren "Perfusion" liefern kann.
Ein erster wesentlicher Nachteil des Standes der Technik sind die fehlenden Möglichkeiten zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung in der Netzhaut. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung im Gehirn sind nur rein experimentell, invasiv, sehr aufwendig und für den klinischen Einsatz nicht geeignet. Die neurovaskuläre Kopplung spielt für die retinale und zerebrale Durchblutung ebenso eine Schlüsselrolle wie für verschiedene Erkrankungen.
Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin, das die Ergebnisse von Untersuchungen zur vaskulären Endothelfunktion stark streuen und damit der Zusammenhang der endothelialen Dysfunktion zu kardiovaskulären Risikofaktoren, Ereignissen und Erkrankungen unklar ist, womit der klinische Einsatz zur individuellen Bewertung der Endothelfunktion und zur Diagnostik der Endotheldysfunktion fehlerbehaftet und verunsichert ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu finden, mit dem die neurovaskuläre Kopplung in der Netzhaut und auf dem Sehnervenkopf nicht-invasiv, berührungslos und einfach untersucht werden kann und das für den klinischen nicht-invasiven Einsatz tauglich ist.
Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu finden.
Die Aufgabe wird für ein Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge eines Patienten mit einem ersten Verfahren gelöst, bei dem mit einem bildgebenden Verfahren eine Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges erstellt und aufgezeichnet wird, während der Fundus mit einem Flickerlicht stimuliert wird, wobei aus den Bildern der Bildfolge für wenigstens einen kapillaren Gefäßbereich des Fundus Signale abgeleitet werden, die kapillare Gefäßantworten der Kapillaren des kapillaren Gefäßbereiches auf die Stimulation mit dem Flickerlicht darstellen und deren maximale absolute oder prozentuale Änderung ermittelt und als Bewertungskriterium für die neurovaskuläre Kopplung verwendet wird.
Vorteilhaft werden darüber hinaus aus den Bildern der Bildfolge auch für wenigstens einen Gefäßabschnitt arterieller oder venöser Gefäße des Fundus Signale abgeleitet, die arterielle oder venöse Gefäßantworten auf die Stimulation darstellen und deren maximale absolute oder prozentuale Änderung ermittelt wird, die ein Bewertungskriterium für die Endothelfunktion darstellt.
Dabei ist es unbedeutend, ob die bildgebende Basis-Technologie durch konventionelle Funduskamera-, OCT-, adaptive Optik- oder Scan-Technologie realisiert ist, sofern eine Bildfolge ausreichender zeitlicher Auflösung erzeugt wird. Weiterhin ist es nicht von Belangen, ob die aus dem Bild abgeleiteten Signale z. B. Gefäßdurchmesser, das Blutvolumen, die Blutgeschwindigkeit, den Blutfluss, die Kapillardichte oder andere Parameter wiederspiegeln, sofern diese Signale eine Reaktion der Netzhautgefäße einschließlich der Kapillaren auf die Stimulation (Gefäßantwort) beschreiben.
Indem die maximale absolute oder prozentuale Änderung der kapillaren Gefäßantworten als Referenzwert für die maximale absolute oder prozentuale Änderung der arteriellen und / oder venösen Gefäßantworten verwendet wird, wobei z. B. ein Quotient berechnet wird, erhält man vorteilhaft ein Bewertungskriterium für eine vom Einfluss der neurovaskulären Kopplung freie Bewertung der vaskulären Endothelfunktion.
Die die Gefäßantworten beschreibenden Signale können Intensitäten, Gefäßdurchmesser, Blutvolumenwerte, Quotientensignale aus verschiedenen Spektralbereichen, Blutflusswerte, Gefäßdichten oder Blutgeschwindigkeitswerte der kapillaren oder größeren arteriellen oder venösen Gefäße darstellen.
Die Aufzeichnung der Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges erfolgt vorteilhaft über eine Baseline-Phase, eine Stimulationsphase, in der der Fundus mit dem Flickerlicht stimuliert wird, und eine Nachphase (NP). Vorteilhaft wird in das Verfahren die Untersuchung der Endothelfunktion in den großen Netzhautgefäßen integriert, wobei die die neurovaskuläre Kopplung beschreibende Gefäßantwort als Referenz für die Bewertung der die Endothelfunktion beschreibenden Gefäßantwort benutzt wird. Es ist unerheblich, wie die Referenz umgesetzt wird. Ein Beispiel ist die Bildung eines Quotienten aus der prozentualen maximalen Dilatation der großen Gefäße und der maximalen prozentualen Änderung der Gefäßantwort der neurovaskulären Kopplung. Bereits die Information über die Stärke der neurovaskulären Kopplung ist ausreichend, um die untersuchte vaskuläre Endothelfunktion zu bewerten. Damit kann der Einfluss der neuronalen Kopplung auf die Untersuchung der vaskulären Endothelfunktion eliminiert werden, womit Fehler bei der Beurteilung der Endothelfunktion vermieden werden und die diagnostische Sicherheit erheblich verbessert wird.
Die Aufgabe für ein Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge eines Patienten wird auch durch ein zweites Verfahren gelöst, bei dem mit einem bildgebenden Verfahren eine Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges über eine Baseline-Phase, eine Stimulationsphase, in der der Fundus mit einem Flickerlicht stimuliert wird, und eine Nachphase (NP) aufgezeichnet wird, wobei der Fundus mit Messlicht zweier verschiedener Spektralbereiche beleuchtet wird, aus Intensitätswerten der Bilder der Bildfolge für wenigstens einen kapillaren Gefäßbereich des Fundus Quotientensignale abgeleitet werden, die eine kapillare Gefäßantwort der Gefäße des wenigstens einen kapillaren Gefäßbereiches auf die Stimulation darstellen, und aus den Quotientensignalen oder / und einem aus den Quotientensignalen gemittelten Quotientensignal eine absolute oder prozentuale maximale Änderung bestimmt wird und als Bewertungskriterium für die neurovaskuläre Kopplung verwendet wird.
Vorteilhaft werden aus den Bildern der Bildfolge für wenigstens einen Gefäßabschnitt arterieller oder venöser Gefäße des Fundus bei dem zweiten Verfahren Durchmessersignale abgeleitet, die eine arterielle oder venöse Gefäßantwort des wenigstens einen Gefäßabschnittes auf die Stimulation darstellen, und aus den Durchmessersignalen wird ein gemitteltes Durchmessersignal gebildet, dessen absolute oder prozentuale maximale Änderung bestimmt wird, die ein Bewertungskriterium für die Endothelfunktion darstellt. Indem ein Quotient aus der maximalen Änderung des gemittelten Quotientensignals und der maximalen Änderung des gemittelten Durchmessersignals gebildet wird, wird vorteilhaft ein Bewertungskriterium für eine vom Einfluss der neurovaskulären Kopplung freie Bewertung der vaskulären Endothelfunktion geschaffen.
Durch die Beleuchtung des Fundus mit Messlicht zweier verschiedener Spektralbereiche können die Bilder zwei Farbkanälen, bestimmt durch jeweils einen der Spektralbereiche, zugeordnet werden und als Signal kann ein Quotientensignal gebildet werden, das aus den Intensitätswerten der zwei Farbkanäle abgeleitet wird.
Es ist von Vorteil, wenn das bildgebende Verfahren auf Basis der optischen Kohärenztomografie ausgeführt ist und die Bilder OCT-Bilder sind.
Vorzugsweise weist das Flickerlicht einen vom Messlicht verschiedenen Spektralbereich auf, womit das Messlicht und das Flickerlicht voneinander unabhängig eingestellt werden können.
Vorteilhaft wird die maximale Änderung des Quotientensignals und / oder des Durchmessersignals farblich kodiert in einem Mappingbild, dem wenigstens einen kapillaren Gefäßbereich und / oder dem wenigstens einen Gefäßabschnitt zugeordnet, präsentiert.
Die Aufgabe für eine Vorrichtung zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge eines Patienten wird mit einer ersten Vorrichtung gelöst, die Folgendes enthält: ein bildgebendes System zur Erzeugung einer Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges, die bildhaft Intensitäten der den Fundus charakterisierenden Strukturen, die Kapillardichte, die Blutgeschwindigkeit, den Blutfluss oder das Blutvolumen der Gefäße darstellen, mit einer Beleuchtungseinheit zur Erzeugung von Flickerlicht, mit dem mindestens ein Ausschnitt des Fundus stimuliert wird, eine Daten- und Bildverarbeitungseinheit, ausgelegt zur Selektion von kapillaren Gefäßbereichen und Gefäßabschnitten arterieller und venöser Gefäße aus den Bildern der Bildfolge, eine Einheit zur Ableitung von Signalen, zugeordnet zu den selektierten kapillaren Gefäßbereichen und den selektierten Gefäßabschnitten, eine Signalanalyseeinheit und eine Ergebnis- und Präsentationseinheit.
Die Aufgabe für eine Vorrichtung zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge eines Patienten wird auch mit einer zweiten Vorrichtung gelöst, die Folgendes enthält: ein bildgebendes System zur Erzeugung einer Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges, mit einer Beleuchtungseinheit, ausgelegt zur Erzeugung eines Messlichtes, mit wenigstens zwei Spektralbereichen zur Beleuchtung, sowie zur Erzeugung eines Flickerlichtes zur Stimulation des Fundus, eine Daten- und Bildverarbeitungseinheit, ausgelegt zur Selektion von kapillaren Gefäßbereichen und Gefäßabschnitten arterieller und venöser Gefäße in den Bildern der Bildfolge, eine Einheit zur Ableitung von Quotientensignalen, zugeordnet zu den selektierten kapillaren Gefäßbereichen, eine Einheit zur Ableitung von Durchmessersignalen, zugeordnet zu den selektierten Gefäßabschnitten, eine Signalanalyseeinheit und eine Ergebnis- und Präsentationseinheit, wobei die Beleuchtungseinheit durch eine strukturierte Anordnung von adaptiv ansteuerbaren LEDs als eine in der Geometrie und Dimension zeitlich veränderbare Beleuchtungsstruktur mit wenigstens drei unterschiedlichen Spektralbereichen ausgebildet ist, womit selektierte kapillare Gefäßbereiche und / oder selektierte Gefäßabschnitte adaptiv beleuchtet und stimuliert werden können. Das bildgebende System ist vorteilhaft als eine Funduskamera mit einem digitalen Bildsensor, ein optischer Kohärenztomograph (OCT), ein scannendes bildgebendes Systems oder ein System mit adaptiver Optik ausgeführt.
Vorteilhaft erzeugen die LEDs zweier Spektralbereiche das Messlicht und davon unabhängig ansteuerbar erzeugen die LEDs des dritten Spektralbereiches das Flickerlicht .
Ferner sind die Spektralbereiche der das Messlicht erzeugenden LEDs bevorzugt grün und rot und der Spektralbereich der das Flickerlicht erzeugenden LEDs ist blau.
Der digitale Bildsensor ist vorteilhaft ein Farbbildsensor mit wenigstens zwei Farbkanälen.
Alternativ ist es von Vorteil, wenn der digitale Bildsensor ein monochromatischer Bildsensor ist, wobei die Spektralbereiche des Messlichtes innerhalb und der Spektralbereich des Flickerlichtes außerhalb der spektralen Empfindlichkeit des digitalen Bildsensors liegen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert.
Hierzu zeigen:
Fig.1 : den zeitlichen Verlauf eines Quotientensignals und eines Durchmessersignals über die Dauer des Verfahrens,
Fig. 2: ein Blockschaltbild einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung,
Fig. 3: ein Bild des Fundus, in dem beispielhaft kapillare Gefäßbereiche, einer davon auf dem Sehnervenkopf, Messorte und Gefäßabschnitte angegeben sind, und
Fig. 4: ein Blockbild einer weiteren zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung. Bei einem Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge A wird mit einem bildgebenden Verfahren eine Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges A bevorzugt über eine Baseline-Phase BP, eine Stimulationsphase SP, in der der Fundus mit einem Flickerlicht stimuliert wird, und eine Nachphase NP aufgezeichnet, siehe hierzu Fig- 1.
Aus der Bildfolge wird für wenigstens einen kapillaren Gefäßbereich KGB ein Signal abgeleitet, das eine kapillare Gefäßantwort (Signal einer Messgröße) der kapillaren Gefäße auf die Stimulation der Netzhaut darstellt und dessen maximale Änderung während der Stimulationsphase SP ein Bewertungskriterium (Biomarker) für die NVK darstellt. Grundsätzlich kann eine solche kapillare Gefäßantwort (Gefäßsignal) die Änderungen des kapillaren Blutflusses oder der kapillaren Blutgeschwindigkeit, des kapillaren Gefäßdurchmessers oder des kapillaren Blutvolumens in der Netzhaut oder auf dem Sehnervenkopf während der Stimulationsphase SP sein.
Es ist unerheblich, mit welchem bildgebenden Verfahren die wenigstens eine Bildfolge gebildet wird oder anhand welcher Messgrößen der NVK bestimmt wird.
Die Bildfolge von Bildern kann z. B. durch optische Kohärenztomographie OCT, über ein Scan-Verfahren oder durch andere optische Abbildungsverfahren erzeugt werden.
Vorteilhaft, und im nachfolgenden Ausführungsbeispiel für ein Verfahren beschrieben, wird die Änderung des kapillaren Blutvolumens bzw. der Gefäßdurchmesser der kapillaren Gefäße, die eine Änderung des an den retinalen kapillaren Gefäßbereichen KGB oder den papillären kapillaren Gefäßbereichen KGB (auf der Papille) reflektierten Anteils des Messlichtes zur Folge hat, durch ein normiertes Intensitätssignal (Quotientensignal Q(t,x,y)) erfasst, das als kaplillare Gefäßantwort zur Untersuchung der NVK genutzt wird.
Vorteilhaft wird in das Verfahren die Untersuchung der Endothelfunktion in den großen arteriellen und / oder venösen Netzhautgefäßen integriert.
Schritt 0:
Dem Untersucher wird zu Beginn des Verfahrens ein Untersuchungsprogramm-Menü zu verschiedenen Untersuchungen mit unterschiedlichen medizinischen Fragestellungen angeboten. Eingestellt werden mit der Wahl der Untersuchungsparameter die Parameter des Messlichtes und die Parameter des Flickerlichtes.
Der Untersucher kann zwischen dem Einstellen 0-1 : frei gewählter Parameter (freie Parameterwahl),
0-2: von Vergleichsparametern (Vergleichsmodus) und
0-3: von Wiederholparametern (Wiederholmodus) wählen, wie in den nachfolgenden Verfahrensschritten beschrieben.
Schritt 0-1 : Freie Parameterwahl
Für Fragestellungen der Forschung ist eine freie Parameterwahl häufig sinnvoll. Dem Untersucher werden vorzugsweise die nachfolgenden Parameter zur automatischen Voreinstellung angeboten und nach der Auswahl wird der Parametersatz unter einem vom Untersucher zu vergebenden Namen als neues Programm für Vergleichs- und Wiederholungsuntersuchungen gespeichert.
Schritt 0-1 -1 : Einstellung des Messlichtes (Messlichtparameter)
Festlegung zweier Spektralbereiche des Messlichtes, vorzugsweise grün und rot, wenn ein normiertes Intensitätssignal (Quotientensignal Q(t,x,y)) aus den Bildfolgen abgeleitet werden soll, und Festlegung eines Spektralbereiches, z. B. grün, wenn ein nicht normiertes Intensitätssignal aus den Bildfolgen abgeleitet werden soll
- Festlegung der Strahlungsintensität des Messlichtes (manuell oder automatisch nachregelbar, gesteuert durch Bildhelligkeit)
- Festlegung des Zeitverhaltens während der Stimulationsphase SP. Für den Fall, dass das Messlicht und das Flickerlicht einen gleichen Spektralbereich aufweisen (z. B. grün), wird z. B. bei einer Bildfolgefrequenz von 25 Hz das Messlicht während der Stimulationsphase SP bei jedem 2. Bild mit einer vorgegebenen Modulationstiefe ausgeschaltet, um eine Flickerstimulationsfrequenz von 12,5 Hz zu realisieren. Vorteilhaft wird für das Messlicht und das Flickerlicht ein unterschiedlicher Spektralbereich festgelegt. So ist auch Blau bevorzugt als zusätzliches Messlicht in Verbindung mit Rot geeignet.
Schritt 0-1 -2: Einstellung des Flickerlichtes (Flickerlichtparameter)
Einstellung auf Luminanzflicker oder Farbflicker
Beim Luminanzflicker wird der festgelegte Spektralbereich des Flickerlichtes nur entsprechend der anderen Flickerparameter moduliert. Im Fall des Farbflickers wechselt das Flickerlicht nur den Spektralbereich mit der Flickerfrequenz, was ein wechselseitiges Umschalten der farblich unterschiedlichen LEDs bedeutet.
Die Einstellung der Spektralbereiche der farblichen LEDs wird je nach Flickerart vorgenommen, z. B. bei Farbflicker wird der Wechsel des Flickerlichtes von einer blauen LED mit einer grünen LED festgelegt.
Einstellung der Modulation des Flickerlichtes
Im vorliegenden Beispiel kann der Untersucher die Stimulationsform für jede Halbperiode des Flickerlichtes mit folgenden Parametern festlegen:
Intensitätsmaximum
Intensitätsminimum
Modulationstiefe
Intensitätsanstieg
Intensitätsabfall
Länge des Intensitätsmaximums wellenförmige oder sprungförmige Modulation Für das Ausführungsbeispiel, bei dem die Spektralbereiche grün und rot als Messlicht ausgewählt wurden, wird eine Farbe, z. B. blau, für das Flickerlicht festgelegt, die nicht im Spektralbereich des Messlichtes liegt. Damit kann die Flickerfrequenz grundsätzlich unabhängig von der Bildfolgefrequenz festgelegt werden.
Schritt 0-1 -3: Einstellung der Untersuchungsphasen (Phasenparameter)
Eingestellt werden die Länge der Untersuchungsphasen Baseline-Phase BP, Stimulationsphase SP und Nachphase NP.
Schritt 0-1 -4:
Alle frei eingestellten Parameter werden in einem Parametersatz zusammengefasst und mit einem Untersuchungsnamen gespeichert und bei erneuter Wahl des Untersuchungsprogrammes angeboten.
Schritt 0-2: Vergleichsmodus (sichert gleiche Untersuchungsbedingungen für verschiedene Augen A für die gleiche medizinische Fragestellung)
Aus dem Untersuchungsmenü wird das gewünschte Untersuchungsprogramm für die medizinische Fragestellung herausgesucht und der zugehörige Parametersatz zu dem ausgewählten Untersuchungsprogramm wird geladen. Über vorgesehene Steueralgorithmen werden die LEDs einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens entsprechend angesteuert, womit das Messlicht und das Flickerlicht variabel und adaptiv an das ausgewählte Untersuchungsprogramm angepasst werden.
Schritt 0-3: Wiederholmodus (sichert gleiche Untersuchungsbedingungen in Folgesitzungen für das gleiche Auge A) mit Referenzmessorten
Über eine patientenbezogene Datenbank wird das schon einmal untersuchte Auge A herausgesucht und die von der letzten Untersuchung gespeicherten Parametersätze der durchgeführten Untersuchung werden voreingestellt. Während der Einstellung der Vorrichtung auf das Auge A sichert eine Bewegungskorrektur die exakte Übereinstimmung der in den Bildern der Bildfolgen erfassten Bereiche des Fundus zwischen den Sitzungen.
Nach Einstellung aller Parameter beginnt das Untersuchungsverfahren
Schritt 1 :
Der Kopf des Patienten wird über eine Kopf- und Kinnstütze gegenüber einem bildgebenden System 1 fixiert. Das bildgebende System 1 wird derart auf das zu untersuchende Auge A eingestellt, dass es ein streulichtarmes und reflexfreies Bild des Fundus liefert.
Schritt 2:
Mit Beginn der Baseline-Phase BP startet das bildgebende System 1 mit der Aufnahme einer Bildfolge von Bildern. Bei Verwendung eines Farbsensors als digitalen Bildsensor 2 werden bei einer Beleuchtung des Fundus mit Messlicht zweier Spektralbereiche, beispielsweise mit grünem und mit rotem Messlicht, synchron Bilder über zweier Farbkanäle erzeugt. Sie werden nachfolgend als Bilder verstanden, denen zwei Farbkanäle zugeordnet sind. Alternativ kann ein monochromatischer Bildsensor als digitaler Bildsensor 2 verwendet werden. Mit einer zeitlich wechselnden, zur Bildfolge synchronen Beleuchtung, beispielsweise mit rotem und grünem Messlicht, werden ebenfalls Bilder erzeugt, die abwechselnd einem pseudogrünen Farbkanal und einem pseudoroten Farbkanal zugeordnet werden und nachfolgend paarweise als Bilder verstanden werden, denen zwei Farbkanäle zugeordnet sind. Um mit dem Messlichtwechsel eine ungewollte Stimulation zu vermeiden, werden der Bildwechsel und der spektrale Messlichtwechsel mit einer so hohen Frequenz durchgeführt, dass ein möglicher Stimulationseffekt vernachlässigbar ist. Das Flickerlicht bleibt während der Baseline-Phase BP ausgeschaltet.
Schritt 3: Die Bilder der Bildfolgen werden bezüglich der Augenbewegungen bewegungskorrigiert. Es werden in den Bildern des Fundus kapillare Gefäßbereiche KGB selektiert und bevorzugt zeitgleich werden beginnend mit der Aufnahme der Bilder aus den Intensitätswerten der roten und grünen Farbkanäle der Bilder Quotientensignale Q(t,x,y) gebildet und jeweils einem der selektierten kapillaren Gefäßbereiche KGB zugeordnet abgespeichert.
Die Werte der Parameter der Quotientensignale Q(t,x,y) über die Dauer der Baseline- Phase BP liefern Baseline-Werte, aus denen ein mittlerer Baseline-Wert bestimmt wird.
Schritt 4:
Vorteilhaft werden zeitgleich aus den Intensitätswerten der grünen Farbkanäle der Bilder der Bildfolge Durchmessersignale D(t,x,y) abgeleitet. Hierfür wird der Gefäßdurchmesser entlang der selektierten Gefäßabschnitte GA Segment für Segment, die jeweils einem Messort M(x,y) zugeordnet werden, ermittelt, ortskorrigiert gespeichert und einem Synchronisationssignal bzw. den einzelnen Bildern der Bildfolge zugeordnet. Aus den ermittelten Durchmessern werden Durchmessersignale D(t,x,y) für jedes Gefäßsegment gebildet. Die Werte der Parameter der Durchmessersignale D(t,x,y) über die Dauer der Baseline-Phase BP liefern Baseline-Werte, aus denen ein mittlerer Baseline-Wert bestimmt wird.
Schritt 5:
An die Baseline-Phase BP schließt sich automatisch die Stimulationsphase SP mit der Stimulationszeit und dem für die Stimulation mit Flickerlicht übergebenen Parametersatz an. Die genannten Gefäßsignale, das heißt die Quotientensignale Q(t,x,y) und die Durchmessersignale D(t,x,y), werden während der Stimulationsphase SP weiter aus den Bildfolgen abgeleitet. Im Fall der Verwendung eines monochromatischen Bildsensors als digitaler Bildsensor 2 wird in den Flellphasen des blauen Flickerlichtes das Messlicht beider Spektralbereiche synchron zur Bildfolge abgeschaltet, während in der Dunkelphase des Flickerlichtes das Messlicht eingeschaltet ist und die Bilder und folglich die Gefäßsignale erzeugt werden. Wenn der monochromatische Bildsensor nicht für das blaue Flickerlicht empfindlich ist, kann die Aufnahme der Bilder und die Ableitung der Gefäßsignale auch während der Hellphase des Flickerlichtes erfolgen. Die flickerbedingten Änderungen der Quotientensignale Q(t,x,y) und der Durchmessersignale D(t,x,y) werden bezüglich ihrer Streuung und Dilatation bewertet. Es wird für die einzelnen Quotientensignale Q(t,x,y) oder für ein gemitteltes Quotientensignal Q(t) bzw. für die einzelnen Durchmessersignale D(t,x,y) oder jeweils für die arteriellen Gefäßabschnitte GA und die venösen Gefäßabschnitte GA getrennt ein gemitteltes Durchmessersignal D(t) gebildet. Aus dem gemittelten Quotientensignal Q(t) wird Qmax und aus den gemittelten Durchmessersignalen D(t) wird jeweils Dmax als maximale Änderung des Signals bestimmt.
Schritt 6:
Nach Beendigung der Stimulationsphase SP beginnt die Nachphase NP der Untersuchung, das Flickerlicht wird abgeschaltet und die kontinuierlichen Messungen werden fortgesetzt, bis die Nachphase NP beendet wird. Die Stimulationsphase SP und die Nachphase NP können zur Mittelwertbildung der Signale mehrfach, bevorzugt dreimal im Wechsel wiederholt werden.
Schritt 7:
Die Signale Q(t,x,y) und D(t,x,y) werden über die gewählten KGB und GA gemittelt, aufgezeichnet und als Messprotokoll mit den abgeleiteten Maximalwerten der Signaländerungen ausgegeben.
Ein Ausführungsbeispiel für eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung wird nachfolgend beschrieben.
Eine solche Vorrichtung enthält, wie in Fig. 2 in einem Blockschaltbild dargestellt, ein bildgebendes System 1 , hier eine modifizierte Netzhautkamera, mit einem digitalen Bildsensor 2 und einer Beleuchtungseinheit 3 zur Erzeugung eines Messlichtes und eines Flickerlichtes, eine Steuereinheit 4, eine Daten- und Bildverarbeitungseinheit 5, eine Einheit zur Ableitung von Durchmessersignalen 6, eine Signalanalyseeinheit 7, eine Ergebnis- und Präsentationseinheit 8, eine Ein- und Ausgabeeinheit 9 und eine Einheit zur Ableitung von Quotientensignalen 10.
Die Beleuchtungseinheit 3 ist in einem Beleuchtungsstrahlengang der Netzhautkamera in einer zur Augenpupille konjugierten Ebene angeordnet, das heißt sie wird in die Augenpupille des Auges A abgebildet. Der Fundus des Auges A wird scharf auf einer Empfangsfläche des digitalen Bildsensors 2 abgebildet.
Die Beleuchtungseinheit 3 ist eine vorzugsweise adaptive, strukturierte, ringförmige Anordnung aus kleinen Lichtquellen, z. B. LEDs mit drei unterschiedlichen spektralen Eigenschaften, vorzugsweise im blauen, grünen und roten Spektralbereich. Die LEDs werden über die Steuereinheit 4 so angesteuert, dass die LED-Lichtintensität der farblich unterschiedlichen LEDs getrennt und unabhängig voneinander modelliert wird. Die Modulation des LED-Lichtes soll sowohl die Einstellung der Strahlungsintensität von Licht als Messlicht ermöglichen, als auch die Einstellung von Flickerlicht durch Wechsel zwischen hoher und geringer Strahlungsintensität, mit einstellbaren Parametern der Frequenz, des Modulationsgrades und der Wechsellichtform (z. B. wellenförmiger bis sprungförmiger, symmetrischer oder asymmetrischer Wechsel zwischen Hell- und Dunkelphase). Vorteilhaft ist die durch die aktiven (leuchtenden) LEDs gebildete Leuchtstruktur in ihrer Geometrie und Dimension, z. B. die Breite und der Durchmesser eines aktiven gebildeten Leuchtringes, adaptiv anpassbar. Über die Adaptivität der zeitlich-geometrischen aktiven LED-Struktur als z. B. zeitlich wechselnder dünner oder breiter Ring oder Halbring oder Punkt kann die ringförmige LED-Anordnung in der beleuchtungsseitigen Öffnungsblende zur Verminderung von Streulicht oder Reflexionslicht (vor allem auf den Gefäßen) eingesetzt sein. Das ermöglicht auch, die dynamische Gefäßanalyse sehr schnell in den Modus der nonmydriatischen statischen Gefäßanalyse und umgekehrt umzuschalten. Gleichzeitig kann über diese Adaptivität die Scharfstellung des Fundus über das Prinzip der Scheiner'schen Blenden erfolgen. Auch kann eine während der Untersuchung rotierende Strukturänderung zur Erfassung von Bildfolgen mit unterschiedlichen Beleuchtungsgeometrien eingesetzt werden.
Der digitale Bildsensor 2 kann ein Farbsensor sein, der bei einer Beleuchtung mit grünem und rotem Messlicht synchron Bilder erzeugt, die einem grünen und einem roten Farbkanal zugeordnet werden. Die zwei synchronen Bilder werden jeweils als ein Bild verstanden, denen zwei Farbkanäle zugeordnet sind.
Vorteilhaft wird als digitaler Bildsensor 2 ein monochromatischer Bildsensor verwendet, der vorzugsweise nur für die beiden Spektralbereiche des Messlichtes, nicht aber für den Spektralbereich des Flickerlichtes empfindlich ist. Bei Beleuchtung des Fundus synchron zur Bildfolge bildweise abwechselnd mit rotem und grünem Messlicht werden abwechselnd die Bilder einem pseudogrünen bzw. einem pseudoroten Farbkanal zugeordnet. Jeweils zwei nacheinander aufgenommene Bilder werden als ein Bild verstanden, dem zwei Farbkanäle zugeordnet sind. Die Bildfolgefrequenz wird so hoch eingestellt, dass der Farbwechsel des Messlichtes zu keinem Stimulationseffekt führt.
Vorteilhaft haben die beiden Pseudofarbkanäle des monochromatischen Bildsensors eine höhere Empfindlichkeit und der monochromatische Bildsensor eine höhere Auflösung als der Farbbildsensor.
Sowohl die Verwendung eines Farbbildsensors als auch die Verwendung eines monochromatischen Bildsensors als digitaler Bildsensor erlauben eine freie Wahl von Spektralbereichen für das Messlicht und das Flickerlicht, die lediglich unterschiedlich sein müssen.
Die adaptive Steuereinheit 4 ist mit der Daten- und Bildverarbeitungseinheit 5 verbunden, die wiederum mit dem digitalen Bildsensor 2 verbunden ist. Sie steuert die einzelnen LEDs der Beleuchtungseinheit 3 getrennt voneinander und mit unterschiedlicher Strahlungsintensität, aber zumindest, wenn diese das Messlicht aussenden, synchronisiert zur Bildfolge an. Die Frequenz des Flickerlichtes (Wechsel zwischen hell und dunkel) wird durch ein Synchronisationssignal gesteuert, das von dem digitalen Bildsensor 2 erzeugt und an die Steuereinheit 4 übergeben wird. Mit dem Synchronisationssignal werden die während der Verfahrenschritte gebildeten Signale mit der durch den digitalen Bildsensor 2 aufgenommenen Bildfolge synchronisiert. Es ist egal, ob das Synchronisationssignal von dem digitalen Bildsensor 2 oder durch die Daten- und Bildverarbeitungseinheit 5 vorgegeben wird, die auch die Aufnahme der Bilder der Bildfolge steuert. Im Unterschied zum monochromatischen Bildsensor nimmt der Farbbildsensor mit einer Bildfolgefrequenz von vorzugsweise 25 Hz Bilder vom Fundus auf, womit sich vorzugsweise 12,5 Hz als Flickerfrequenz ergibt. Erfindungsgemäß kann aber auch jede andere Bildfolgefrequenz synchronisiert zu einer Flickerfrequenz für die Vorrichtung und das Verfahren eingesetzt werden. Die Bildfolgefrequenz und die Flickerfrequenz müssen auch nicht zueinander synchronisiert sein, wenn es keine Überlappung der Spektralbereiche des Messlichtes und des Flickerlichtes gibt.
Die Daten- und Bildverarbeitungseinheit 5, die mit dem digitalen Bildsensor 2 verbunden ist, empfängt die Bildfolge. Der Untersucher selektiert über die Daten- und Bildverarbeitungseinheit 5 und die Ein- und Ausgabeeinheit 9 in den Bildern, siehe hierzu Fig. 3, die kapillaren Gefäßbereiche KGB in der Netzhaut oder am Sehnervenkopf und ordnet ihnen jeweils einen Messort M(x,y) zu. Ein Messort M(x,y) kann durch einen Bildpunkt oder einen Bildbereich und damit ein Pixel oder eine Pixelgruppe des digitalen Bildsensors 2 definiert werden. Der Messort M(x,y) kann der Flächenschwerpunkt des KGB oder ein anderer ausgewählter Punkt im KGB sein. Es werden darüber hinaus in den Bildern größere venöse und arterielle Gefäßabschnitte GA selektiert, denen segmentweise ebenfalls Messorte M(x,y) und damit Bildpunkte bzw. einzelne Pixel, die hier bevorzugt den Mittelpunkt des jeweiligen Gefäßsegments darstellen, oder Bildbereiche, hier die Gefäßsegmente, bzw. eine Pixelgruppe auf dem digitalen Bildsensor 2 zugeordnet werden. Die selektierten KGB liegen vorteilhaft zwischen den selektierten Gefäßabschnitten GA.
Die Koordinaten der den KGBs zugeordneten Messorte M(x,y) und die an den Messorten M(x,y) durch das grüne und rote Messlicht generierten grünen und roten Intensitätswerte werden der Einheit zur Ableitung von Quotientensignalen 10 übergeben.
An die Einheit zur Ableitung von Durchmessersignalen 6 werden die Koordinaten der Gefäßsegmente bzw. der zugeordneten Messorte M(x,y) und die durch das grüne Messlicht generierten Intensitätswerte weitergeleitet.
Die Einheit zur Ableitung von Quotientensignalen 10 bildet online von Bild zu Bild und in Abhängigkeit von der Zeit Quotienten aus den grünen und roten Intensitätswerten der Bilder für alle Messorte M(x,y) der KGBs und gibt diese Werte als Quotientensignale Q(t,x,y) an die Signalanalyseeinheit 7 weiter.
Die Einheit zur Ableitung von Durchmessersignalen 6 muss nur dann vorhanden sein, wenn mit der Vorrichtung vorteilhaft zusätzlich zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung auch die vaskuläre Endothelfunktion untersucht werden soll. Die Einheit zur Ableitung von Durchmessersignalen 6 bestimmt online über Bildverarbeitung der grünen Farbsignale segmentweise und Bild für Bild den Durchmesser, bildet zeit- und ortsabhängig Durchmessersignale D(t,x,y) und leitet sie an die Signalanalyseeinheit 7 weiter. Dort werden aus den Durchmessersignalen D(t,x,y) der Gefäßsegmente durch Zusammenfassung mehrerer Gefäßsegmente Durchmessersignale D(t,x,y) für ganze Gefäßabschnitte GA oder über alle arteriellen bzw. venösen erfassten gemittelten Durchmessersignale D(t) gebildet, die dem Untersucher über die Ergebnis- und Präsentationseinheit 8 grafisch dargestellt und ausgegeben werden. In der Signalanalyseeinheit 7 werden auch typische, die Endothelfunktion beschreibende Parameter der Gefäße, wie z. B. das Dilatationsmaximum in der Stimulationsphase SP berechnet und über die Ergebnis- und Präsentationseinheit 8 und die Ein- und Ausgabeeinheit 9 ausgegeben. Die Ergebnis- und Präsentationseinheit 8 dient zudem zur Erstellung von Mappingbildern.
Die Signalanalyseeinheit 7 bestimmt als Parameter der Signale die maximale Änderung des Gefäßdurchmessers, gleich der maximalen Dilatation Dmax, aus den Durchmessersignalen D(t,x,y) für die Gefäßsegmente bzw. die Gefäßabschnitte GA oder aus den gemittelten Durchmessersignalen D(t) und die maximale Änderung Qmax aus den Quotientensignalen Q(t,x,y) für die kapillaren Gefäßbereiche KGB. Die maximale Dilatation Dmax beschreibt die Endothelfunktion und die maximale Änderung Qmax beschreibt die NKV. Die Parameter werden der Ergebnis- und Präsentationseinheit 8 übergeben, in einem Ergebnisbild (Mappingbild) ortsrichtig (bewegungskorrigiert) eingetragen und als ein Untersuchungsergebnis ausgegeben.
Die Untersuchungsergebnisse zur NVK und zur Endothelfunktion können getrennt, aber vorteilhaft im Zusammenhang medizinisch bewertet werden. Die Untersuchung der NVK anhand von Quotientensignalen Q(t,x,y) hat den Vorteil, dass die Erfassung des Blutvolumens der KGBs anhand spektral normierter Intensitätswerte erfolgt. Da diese Intensitätswerte beleuchtungsunabhängig sind, hat eine unterschiedliche Ausleuchtung der Messorte M(x,y) infolge von Augenbewegungen einen höchstens unwesentlichen Einfluss auf den die NVK beschreibenden Parameter.
Vereinfachend kann anstelle des Quotientensignals Q(t,x,y), gebildet aus den Intensitätswerten zweier Spektralbereiche, auch ein Intensitätssignal nur eines Spektralbereiches, z. B. des grünen Spektralbereiches, zur Untersuchung der NVK gebildet werden. In diesem Fall müssen allerdings bewegungsabhängige Beleuchtungsänderungen in Kauf genommen werden oder andere Möglichkeiten zu deren Ausschaltung getroffen werden. So könnte z. B. die Normierung des Intensitätssignals auf Messorte am Fundus oder auf dem Sehnervenkopf erfolgen, die nicht im Wirkungsbereich der Flickerstimulation liegen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren und eine erfindungsgemäße Vorrichtung ergibt sich, wenn anstelle einer modifizierten Funduskamera, wie oben beschrieben, als bildgebendes System 1 ein Laserscanner verwendet wird, mit Laserstrahlen, deren Wellenlängen auf die bereits oben beschriebenen Spektralbereiche des Messlichtes und des Flickerlichtes abgestimmt sind. Das Verfahren und die Vorrichtung werden analog zur obigen Beschreibung ausgeführt.
Auch der Einsatz einer adaptiven Optik als bildgebendes System 1 oder als Komponenten des bildgebendes Systems 1 ist von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst. In diesen Fällen können ebenfalls sowohl Quotientensignale Q(t,x,y) als auch Durchmessersignale D(t,x,y) gebildet werden, wie oben beschrieben.
Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch den Einsatz von bildgebenden Systemen 1 , basierend auf der optischen Kohärenztomografie (OCT). Dabei werden aus den Bildern, hier sogenannte OCT-Bilder, Signale abgeleitet, die sowohl die lokalen Gefäßdurchmesser größerer Gefäße und / oder das lokale Blutvolumen oder die lokale Perfusion der Kapillaren beschreiben. Solche Signale können aus dem lokalen Blutfluss, der lokalen Blut- oder Zellengeschwindigkeit oder der Kapillardichte abgeleitet werden und stellen ebenfalls die Gefäßreaktion auf Flickerlicht aus verschiedenen Gesichtspunkten dar. Ein bildgebendes System 1 , basierend auf der optischen Kohärenztomografie ist zum Beispiel ein Angiograph (OCT-A), in dessen OCT-Bildern die Signale durch die bewegte Blutzellendichte bzw. die mit Blutzellen perfundierten Kapillaren dargestellt werden.
Grundsätzlich kann die Vorrichtung zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge A eines Patienten, wie in Fig. 4 gezeigt, ein beliebiges bildgebendes System 1 zur Erzeugung einer Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges A enthalten. Das bildgebende System 1 muss lediglich dazu ausgelegt sein, Bilder zu erzeugen, in denen bildhaft Intensitäten der den Fundus charakterisierenden Strukturen, die Kapillardichte, die Blutgeschwindigkeit, der Blutfluss oder das Blutvolumen der Gefäße dargestellt sind. Darüber hinaus ist eine Beleuchtungseinheit 3 zur Erzeugung von Flickerlicht vorhanden, mit der mindestens ein Ausschnitt des Fundus stimuliert werden kann. Außerdem muss die Vorrichtung eine Daten- und Bildverarbeitungseinheit 5, ausgelegt zur Selektion von kapillaren Gefäßbereichen KGB und Gefäßabschnitten GA arterieller und venöser Gefäße aus den Bildern der Bildfolge, eine Einheit zur Ableitung von Signalen 1 1 , zugeordnet zu den selektierten kapillaren Gefäßbereichen KGB und den selektierten Gefäßabschnitten GA, eine Signalanalyseeinheit 7 und eine Ergebnis- und Präsentationseinheit 8 aufweisen.
Bezugszeichenliste
D(t,x,y) Durchmessersignal (als Funktion der Zeit und des Ortes x,y)
D(t) gemitteltes Durchmessersignal
Dmax maximale Änderung des Durchmessersignals D(t,x,y)
Q(t,x,y) Quotientensignal (als Funktion der Zeit und des Ortes x,y)
Q(t) gemitteltes Quotientensignal
Qmax maximale Änderung des Quotientensignals Q(t,x,y)
M(x,y) Messort
BP Baseline-Phase
SP Stimulationsphase
NP Nachphase
GA Gefäßabschnitt
KGB kapillarer Gefäßbereich
A Auge
1 bildgebendes System
2 digitaler Bildsensor
3 Beleuchtungseinheit
4 Steuereinheit
5 Daten- und Bildverarbeitungseinheit
6 Einheit zur Ableitung von Durchmessersignalen
7 Signalanalyseeinheit
8 Ergebnis- und Präsentationseinheit
9 Ein- und Ausgabeeinheit
10 Einheit zur Ableitung von Quotientensignalen
1 1 Einheit zur Ableitung von Signalen

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten, bei dem
mit einem bildgebenden Verfahren eine Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges (A) erstellt und aufgezeichnet wird, während der Fundus mit einem Flickerlicht stimuliert wird, wobei
aus den Bildern der Bildfolge für wenigstens einen kapillaren Gefäßbereich (KGB) des Fundus Signale abgeleitet werden, die kapillare Gefäßantworten der Kapillaren des kapillaren Gefäßbereiches (KGB) auf die Stimulation mit dem Flickerlicht darstellen und deren maximale absolute oder prozentuale Änderung ermittelt und als Bewertungskriterium für die neurovaskuläre Kopplung verwendet wird.
2. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass aus den Bildern der Bildfolge für wenigstens einen Gefäßabschnitt (GA) arterieller oder venöser Gefäße des Fundus Signale abgeleitet werden, die arterielle oder venöse Gefäßantworten auf die Stimulation darstellen und deren maximale absolute oder prozentuale Änderung ermittelt wird, die ein Bewertungskriterium für die Endothelfunktion darstellt.
3. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die maximale absolute oder prozentuale Änderung der kapillaren Gefäßantworten als Referenzwert für die maximale absolute oder prozentuale Änderung der arteriellen und / oder venösen Gefäßantworten verwendet wird, wobei ein Quotient berechnet wird, der ein Bewertungskriterium für eine vom Einfluss der neurovaskulären Kopplung freie Bewertung der vaskulären Endothelfunktion darstellt.
4. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die die Gefäßantworten beschreibenden Signale Intensitäten, Gefäßdurchmesser, Blutvolumenwerte, Quotientensignale (Q(t,x,y)) aus verschiedenen Spektralbereichen, Blutflusswerte und Blutgeschwindigkeitswerte der kapillaren oder größeren arteriellen oder venösen Gefäße darstellen.
5. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges (A) über eine Baseline-Phase (BP), eine Stimulationsphase (SP), in der der Fundus mit dem Flickerlicht stimuliert wird, und eine Nachphase (NP) aufgezeichnet wird.
6. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten, bei dem
mit einem bildgebenden Verfahren eine Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges (A) über eine Baseline-Phase (BP), eine Stimulationsphase (SP), in der der Fundus mit einem Flickerlicht stimuliert wird, und eine Nachphase (NP) aufgezeichnet wird, wobei
der Fundus mit Messlicht zweier verschiedener Spektralbereiche beleuchtet wird, aus Intensitätswerten der Bilder der Bildfolge für wenigstens einen kapillaren Gefäßbereich (KGB) des Fundus Quotientensignale (Q(t,x,y)) abgeleitet werden, die eine kapillare Gefäßantwort der Gefäße des wenigstens einen kapillaren Gefäßbereiches (KGB) auf die Stimulation darstellen, und aus den Quotientensignalen (Q(t,x,y)) oder / und einem aus den Quotientensignalen (Q(t,x,y)) gemittelten Quotientensignal (Q(t)) eine absolute oder prozentuale maximale Änderung (Qmax) bestimmt wird und als Bewertungskriterium für die neurovaskuläre Kopplung verwendet wird.
7. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass aus den Bildern der Bildfolge für wenigstens einen Gefäßabschnitt (GA) arterieller oder venöser Gefäße des Fundus Durchmessersignale (D(t,x,y)) abgeleitet werden, die eine arterielle oder venöse Gefäßantwort des wenigstens einen Gefäßabschnittes (GA) auf die Stimulation darstellen, und aus den Durchmessersignalen (D(t,x,y)) ein gemitteltes Durchmessersignal (D(t)) gebildet wird, dessen absolute oder prozentuale maximale Änderung (Dmax) bestimmt wird, die ein Bewertungskriterium für die Endothelfunktion darstellt.
8. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Quotient aus der maximalen Änderung (Qmax) des gemittelten Quotientensignals (Q(t)) und der maximalen Änderung (Dmax) des gemittelten Durchmessersignals (D(t)) gebildet wird, der ein Bewertungskriterium für eine vom Einfluss der neurovaskulären Kopplung freie Bewertung der vaskulären Endothelfunktion darstellt.
9. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass das bildgebende Verfahren auf Basis der optischen Kohärenztomografie ausgeführt wird und die Bilder OCT-Bilder sind.
10. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass das Flickerlicht einen vom Messlicht verschiedenen Spektralbereich aufweist und das Messlicht der verschiedenen Spektralbereiche und das Flickerlicht voneinander unabhängig eingestellt werden können.
11. Verfahren zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die maximale Änderung (Qmax) und / oder (Dmax) farblich kodiert in einem Mappingbild, dem wenigstens einen kapillaren Gefäßbereich (KGB) und / oder dem wenigstens einen Gefäßabschnitt (GA) zugeordnet, präsentiert wird.
12. Vorrichtung zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten, enthaltend ein bildgebendes System (1 ), ausgelegt zur Erzeugung einer Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges (A), die bildhaft Intensitäten der den Fundus charakterisierenden Strukturen, die Kapillardichte, die Blutgeschwindigkeit, den Blutfluss oder das Blutvolumen der Gefäße darstellen, mit einer Beleuchtungseinheit (3) zur Erzeugung von Flickerlicht, mit dem mindestens ein Ausschnitt des Fundus stimuliert wird,
eine Daten- und Bildverarbeitungseinheit (5), ausgelegt zur Selektion von kapillaren Gefäßbereichen (KGB) und Gefäßabschnitten (GA) arterieller und venöser Gefäße aus den Bildern der Bildfolge, eine Einheit zur Ableitung von Signalen (1 1 ), zugeordnet zu den selektierten kapillaren Gefäßbereichen (KGB) und den selektierten Gefäßabschnitten (GA), eine Signalanalyseeinheit (7) und eine Ergebnis- und Präsentationseinheit (8).
13. Vorrichtung zur Untersuchung der neurovaskulären Kopplung am Auge (A) eines Patienten, enthaltend ein bildgebendes System (1 ), zur Erzeugung einer Bildfolge von Bildern des Fundus des Auges (A), mit einer Beleuchtungseinheit (3), ausgelegt zur Erzeugung eines Messlichtes, mit wenigstens zwei Spektralbereichen zur Beleuchtung, sowie zur Erzeugung eines Flickerlichtes zur Stimulation des Fundus, eine Daten- und Bildverarbeitungseinheit (5), ausgelegt zur Selektion von kapillaren Gefäßbereichen (KGB) und Gefäßabschnitten (GA) arterieller und venöser Gefäße in den Bildern der Bildfolge, eine Einheit zur Ableitung von Quotientensignalen (10), zugeordnet zu den selektierten kapillaren Gefäßbereichen (KGB), eine Einheit zur Ableitung von Durchmessersignalen (6), zugeordnet zu den selektierten Gefäßabschnitten (GA), eine Signalanalyseeinheit (7) und eine Ergebnis- und Präsentationseinheit (8), wobei
die Beleuchtungseinheit (3) durch eine strukturierte Anordnung von adaptiv ansteuerbaren LEDs als eine in der Geometrie und Dimension zeitlich veränderbare Beleuchtungsstruktur mit wenigstens drei unterschiedlichen Spektralbereichen ausgebildet ist, womit selektierte kapillare Gefäßbereiche (KGB) und / oder selektierte Gefäßabschnitte (GA) adaptiv beleuchtet und stimuliert werden können.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass das Messlicht durch die Ansteuerung von LEDs zweier Spektralbereiche und das Flickerlicht durch die Ansteuerung von LEDs eines dritten Spektralbereiches voneinander unabhängig erzeugbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das bildgebende System (1 ) als eine Funduskamera mit einem digitalen Bildsensor (2) ausgeführt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das bildgebende System (1 ) ein optischer Kohärenztomograph (OCT) oder ein scannendes bildgebendes Systems oder ein System mit adaptiver Optik ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
dass die Spektralbereiche der das Messlicht erzeugenden LEDs grün und rot sind und der Spektralbereich der das Flickerlicht erzeugenden LEDs blau ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass der digitale Bildsensor (2) ein monochromatischer Bildsensor ist, wobei die Spektralbereiche des Messlichtes innerhalb und der Spektralbereich des Flickerlichtes außerhalb der spektralen Empfindlichkeit des digitalen Bildsensors (2) liegen.
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