Fraunhofer-Gesellschaft

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Entwicklung einer Lichtquelle für die intraoperative, endoskopische Tumordiagnostik

Development of a lightsource for intraoperative endoscopic tumordiagnostics
 
: Ritter, Andreas; Baumann, Martin; Schmitz-Rode, Thomas; Rau, Günter; Werner, Norman

Deutsche Gesellschaft für Biomedizinische Technik -DGBMT-:
BMT 2010, 44. DGBMT Jahrestagung. CD-ROM : Proceedings; 3-Länder-Tagung D-A-CH, Rostock, 05. - 08.Oktober 2010, Kongresszentrum Hohe Düne Rostock-Warnemünde
Berlin: De Gruyter, 2010 (Biomedizinische Technik 55.2010, Supplement 1)
4 pp.
Deutsche Gesellschaft für Biomedizinische Technik (Jahrestagung) <44, 2010, Rostock>
German
Conference Paper
Fraunhofer IPA ()
Tumordiagnostik; Diagnoseverfahren; Endoskopie; Fluoreszenzspektroskopie

Abstract
Nach dem derzeitigen Entwicklungsstand in der Medizintechnik sind bildgebende Verfahren in der Tumordiagnostik selten für einen intraoperativen Einsatz geeignet. Klassische histologische Verfahren haben dort nach wie vor die größere Bedeutung, obwohl diese personal- und zeitaufwendig sind.
Die Autofluoreszenzspektroskopie ist ein neuer Ansatz, der das Potential aufweist, tumoröses Gewebe in Echtzeit zu klassifizieren. Diese Arbeit ist ein erster Schritt auf dem Weg, dieses ortsauflösende Verfahren zusammen mit einer Bildgebung minimal invasiv einzusetzen: Es wurde ein Konzept entwickelt um das Verfahren an ein traditionelles Videoendoskop zu adaptieren, ohne dabei die Qualität des Videobildes durch diese Maßnahmen zu verschlechtern.
Im weiteren Verlauf wurden die Kernpunkte dieses Konzepts evaluiert und der elektronische Teil, bestehend aus Leuchtmittel, Treiberschaltung und Steuerung, zu einem funktionsfähigen Aufbau weiterentwickelt: Zur Aufnahme eines Fluoreszenzspektrums wird bei kurzzeitig deaktiviertem Weißlicht der zu untersuchende Bereich mit UV-Licht bestrahlt, d.h. neben der Einkopplung zweier Lichtquellen sind Anschlüsse zur Steuerung einer Kamera und eines Spektrometers vorhanden. Die Kamera wird dabei so angesteuert, dass trotzdem ein flimmerfreies Videobild entsteht. In der Steuerung selbst sind für eine spätere Evaluierung eines Prototypen bereits verschiedene Steuervarianten implementiert.

 

Medical imaging technologies are rarely suitable for intraoperative applications in cancer diagnostics, given the current state of the art in biomedical engineering. Conventional histological procedures are still prevalent, even though they are more elaborate and time-consuming for the staff.
The method of autofluorescence spectroscopy is a new attempt in real time cancer classification. This project is a first step on the way to using this position sensitive method in combination with minimally-invasive imaging. A concept was developed to adapt the measurement of the fluorescence spectrum to a traditional video endoscope without compromising the quality of the video image.
The quintessential points of this concept were evaluated, and the electronic components, consisting of illuminant, driver circuit, and control system, were developed to a fully functional breadboard construction. In order to record the fluorescence spectrum, the white light needs to be deactivated temporarily. During this time, the area being examined is illuminated with UV light. Apart from linking two light sources, there are connectors to trigger the camera and the spectrometer. The camera is triggered in such a way that the video image remains flicker-free. For the evaluation of a future full prototype, the controller has already been programmed with the implementations of several different concepts for the control signals.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-156560.html