医学可视化和/或照射系统和指示不可见照射光的方法与流程

本发明涉及一种系统，所述系统可以作为可视化系统和/或作为照射系统构造。这样所述系统例如可以作为内窥镜、外窥镜或显微镜实现，利用所述内窥镜、外窥镜或显微镜分别能够使得对象可视。但所述系统也可以简单地作为(尤其是单独的)照射光学器件构造。在这两种情况中，所述系统的特征在于，所述系统构造用于在医学手术期间以在第一波长范围中的不可见的照射光照射要观察的对象。此外，本发明也涉及一种用于指示不可见的照射光的存在的方法。

背景技术：

1、例如在腹腔镜中已经使用这样的系统，以便提供围绕用于荧光成像的激励光的照射光。在这样的应用中，使用发色团、例如绿靛花青(icg)，所述发色团利用所述激励光激励成荧光的自发的发射，其然后可以利用所述系统本身或利用单独的成像系统观察。在这里作为用于所述激励光的光源经常使用ir激光器，所述ir激光器输出在红外(ir)波长范围中的对于人不可见的并且由于其高强度潜在地危险的光。但所述系统例如也可以输出在短波的uv范围中的不可见的照射光，例如当使用其他的响应于这样的波长的发色团时。

2、此外也已经使用这样的系统，以便为了治疗的目的使用不可见的照射光，例如用于刺激神经组织。

技术实现思路

1、在该背景下，本发明的目标是，不仅改善在利用如开头所述系统成像时的功能性而且提高对于使用者的安全性。尤其是应该针对危险的不可见的光(例如以高强度由led或激光器发射的nir或uv光)保护使用者。

2、为了解决该任务，按照本发明在一种成像的和/或构造用于照射的系统中设置权利要求1的特征。尤其是因此按照本发明为了解决所述任务在开头所述类型的可视化和/或照射系统中提出，所述系统具有转换器，所述转换器将所述不可见的照射光转换为对于人可感知的指示信号。在这里优选的是，所述转换器仅在存在所述不可见的照射光时输出所述指示信号。

3、换句话说，因此本发明提出，将转换器集成到所述系统中，一旦所述照射光由所述系统输出(用于上述对象的照射的目的)，则所述转换器将所述照射光这样转换为指示信号(亦即所述系统的输出信号)，使得所述照射光的存在/输出可以由人借助所述指示信号确定或感知。

4、为了对所述对象进行照射，所述系统尤其是当作为可视化系统构造时可以具有对应的照射光学器件，通过所述照射光学器件，可以输出/发射所述照射光。

5、通过按照本发明的措施，利用所述系统能够为使用者实现可靠的操作，因为使用者总是可以借助所述可感知的指示信号检查，潜在地危险的不可见的辐射由所述系统(亦即例如由按照本发明的内窥镜或按照本发明的照射装置)输出还是未输出。如果所述指示信号例如是指示光，则使用者可以视觉(并且借此快速、简单和可靠地)检查，是否所希望的不可见的光总体来说如希望的那样由所述系统当前输出，并且因此是否保证了所述成像方法/所述不可见的照射的功能。亦即借此可以简单并且快速地测试所述系统的正确的功能。

6、所述转换器可以例如作为电的或电子的构件构造。在这样的情况中，所述转换器例如可以实现光机械的转换或光声的转换。因此，在第一种情况中，所述转换器将所述照射光转换为机械的指示信号并且输出例如振动信号；在第二种情况中，所述转换器与之相反将所述照射光转换为声学的指示信号并且将其输出。

7、当接着说到系统时，则借此总是指可视化和/或照射系统。即如已经提到的，本发明可以使用在内窥镜或其他的医学成像系统亦或例如照射系统中。例如能够以有利的方式利用本发明，以便将不可见的照射光(例如在nir波长范围中的激光)借助所述转换器转变为可见的指示光，所述可见的指示光为使用者指示通过所述系统的所述不可见的照射光的存在和输出。

8、上述不可见的照射光例如可以是尤其是激励激光器的激励光，利用所述激励光，以便能够实现例如用于荧光成像的目的的光学激励。但所述不可见的照射光例如也可以是用于治疗目的的光，例如以便对确定的组织光学刺激，这尤其是在神经外科的应用中是有意义的。

9、按照本发明，所述任务也可以通过按照从属权利要求的其他有利的实施方式解决。

10、例如一种优选的构造提出，所述转换器将所述照射光的至少一部分转换为可见的指示光。这可以优选基于感光物质、尤其是磷发生。在这里所述感光物质可以在没有从外部的能量输送的情况下允许或者说执行将所述照射光光学波长转换为所述指示光。这具有如下优点，即，可以以高的安全性并且在没有附加的电子装置的情况下输出所述指示光。

11、因此换句话说，所述指示信号可以是指示光，所述指示光由所述转换器发射，以便为使用者指示所述不可见的照射光的存在。所述可见的指示光可以例如处于大约400nm至大约750nm的波长范围中。

12、完全特别优选的是，上述转换器借助感光的转换材料构成。例如所述转换材料可以包含磷。在这样的构造中更可取的是，所述转换材料作为(薄的)转换层施加到支承体上；与此等效的备选方案可以是，所述转换材料嵌入透明的支承体中，其中也可以组合这两种备选方案。通过所述例如可以作为转换层(优选以少于0.5mm的厚度)构造的感光的转换材料，所述不可见的光可以转变为可见的光并且因此对于使用者是可感知的。

13、所述转换材料可以因此吸收所述照射光的所述不可见的辐射并且将其转变为可见的辐射，所述可见的辐射由所述转换材料再发射。在所述转换材料中的感光物质(例如磷)可以对此负责。上述转换层或者说所述转换材料可以因此基于光致发光的效应、例如基于荧光或磷光将不可见的光转变为可见的光。这样的转换层尤其是由激光调整辅助装置在先已知，在光学实验室中使用所述激光调整辅助装置，以便可以观察和调整不可见的激光。

14、在物理学中，不同的物理过程归入发光的概念之下，其中，分别典型的是，由于对确定的吸收光谱的吸收，发射各波长、尤其是一个或多个激励波长的确定的发射光谱。光致发光基于的过程例如可以是荧光或磷光。因此对此完全一般地理解的是由于以激励光(在冷体辐射的意义上)的激励的自发的光辐射。存在发光的大量的子类型，所述子类型尤其是也基于化学过程或电过程或甚至机械过程。在此，通过光学的激发辐射造成的发光理解为在概念光致发光下。荧光团在此典型地不展示如在磷光中出现的发出余辉。发磷光的材料对应地也称为发光体，因为所述材料可以存储光并且在后来的时刻才将其再次发出。然而对于这里设想的解决方案应该避免非常长时间的余辉发出，因为于是当完全不再有照射光存在时，也还输出指示光。

15、一种具体的构造提出，所述转换材料包含感光物质，所述感光物质通过烧结方法制造和/或施加到作为支承体的陶瓷上。所述陶瓷体可以例如乳状地混浊并且因此能够实现一定的透射。光散射也可能对于所希望的功能可接受，因为仅涉及将可见的光显示给使用者。光散射甚至可以是有利的，因为其改善沿不同的空间方向对所述可见的、由所述转换层再发射的光的感知。

16、原则上所述照射光可以由所述转换器、即尤其是所述转换材料反射和/或透射(发射，transmittiert)。因为这两种构造能够实现，将可见的指示光输出给使用者。

17、所述转换器或者说所述转换材料可以在将所述不可见的照射光转换为所述可见的指示光时例如进行从较长的波长至较短的波长的转换。在这样的情况中，所述照射光的第一波长范围例如可以处于近红外(nir)中。补充或备选地，所述转换器或者说所述转换材料可以在将所述不可见的照射光转换为所述可见的指示光时例如进行从较短的波长至较长的波长的转换。在这样的情况中，所述照射光的第一波长范围例如可以处于紫外范围中。

18、正是对于内窥镜，提出一种构造，所述转换器或者说所述转换材料设置在所述系统的优选密封封闭的内部空间中并且所述指示光通过窗从外部可观察。亦即在该情况中，所述指示光已经在所述内部空间中产生并且然后向外经过所述窗。所述窗于是因此用作为出射窗并且能够实现所述指示光从所述内部空间向外的出射。亦即所述可见的光可以在从所述出射窗出射之后由使用者观察并且因此允许推断发射所述不可见的照射光的光源的功能。所述出射窗可以例如作为焊入的窗、例如作为蓝宝石玻璃构造。在所述出射窗的侧面可以为此目的施加金层，所述金层能够实现所述窗与金属的壳体的焊接(钎焊)。一种特别的构造设置环形的出射窗，从而由所述转换材料再发射的可见的指示光可以沿不同的空间方向发射。

19、备选或补充于此，所述转换也可以这样构造，即，所述转换器或者说所述转换材料在外侧施加到窗上和/或嵌入一个/所述窗中。在这样的情况中，所述不可见的照射光在到达所述转换材料之前可以首先通过所述窗。亦即在该情况中所述指示光在所述内部空间外才产生并且所述照射光为此必须首先向外经过所述窗。因此在这里所述窗用作为透射窗并且因此将所述不可见的照射光(更准确地说是所述不可见的照射光的一部分)发射至所述转换材料。

20、亦即因此所述转换材料可以尤其是以转换层的形式也在外侧施加到所述系统的构件上。在该情况中，所述不可见的照射光在其到达所述转换材料上之前可以例如从所述系统的(例如密封封闭的)空腔/内部空间中透过窗出来。在以转换层形式的转换材料进行外侧施加时，也可以在所述转换层上使用(对于所述照射光但也对于所述指示光)透明的保护层，以便保护所述转换层以防磨损。

21、所述转换器、亦即尤其是所述转换材料也可以设置在(所述系统)的壳体中或壳体上，所述壳体包围光导体，所述光导体将所述不可见的照射光传播至照射光学器件。

22、此外也(亦即备选亦或补充地)可能的是，将所述转换器、亦即尤其是所述转换材料设置在光导体线缆中或光导体线缆上。在这里所述光导体线缆可以例如为照射光学器件提供所述不可见的照射光。在这样的构造中，所述转换器/所述转换材料可以尤其是设置在所述光导体线缆的远侧的端部衬套中或上。这样的端部衬套可以用于将所述光导体线缆与内窥镜或其他的可视化系统连接。为此所述端部衬套例如可以具有抛光的光导体端面，所述光导体端面将所述照射光转移到所述内窥镜上。所述端部衬套可以然后用于输出所述可见的指示光具有如之前说明的窗、尤其是用于所述指示光的出射窗(在所述转换材料在内侧的布置结构中)亦或用于所述不可见的照射光的透射窗(在所述转换材料的在外侧的布置结构中)。这样的窗可以例如以(尤其是环形的)玻璃套筒的形式构造。

23、最后也(亦即备选亦或补充地)可能的是，将所述转换器、亦即尤其是所述转换材料设置在导管中或导管上，其中，所述导管构造用于将所述不可见的照射光引入体腔中。

24、在所有这些情况中优选的是，这样设置所述转换器、亦即尤其是所述转换材料，使得所述转换器/所述转换材料在所述可视化和/或照射系统的规定的使用期间处于体外。因为这使得使用者对所述指示信号/所述指示光的感知显著地变得容易。

25、所述转换材料也可以在(作为所述可视化和/或照射系统的可能的构件的)光导体线缆上设置在所述光导体线缆内和/或外。在这里所述的光导体线缆例如可以具有柔性的光导体，所述光导体由包套保护，其中，于是在所述包套中设置如之前说明的窗。所述光导体的其他的可能的构造例如可能是：液体填充的光导体或由光学的玻璃体、尤其是棒状透镜或柔性的玻璃纤维、尤其是熔融石英纤维形成的光导体。也可设想，所述光导体是图像导体并且因此借助图像导体束能够实现结构化的照射。

26、按照本发明的照射系统例如可能作为导管构造，所述导管具有用于连接光源的耦联位置或内部的光源，并且所述不可见的照射光利用所述导管可引入体腔中。在这样的情况中合适的是，将所述转换器、尤其是所述转换材料设置在如下位置中，所述位置在所述导管的规定的使用期间处于体外。

27、另一种构造设置为，所述可视化和/或照射系统的输出所述照射光的光源设置在(所述系统)的内部空间中并且设置在所述内部空间的光导体将所述照射光输送给所述转换器/所述转换材料。在这样的构造中，所述光源可以尤其是设置在(按照本发明的)内窥镜的远侧的端部区域中。即，所述光导体可以将所述照射光尤其是朝所述内窥镜的近侧的端部的方向传播。这可以有利地这样构造，即，在所述内窥镜的规定的使用中，可以体外输出所述指示光。如果所述光源例如设置在(作为按照本发明的可视化系统的示例的)内窥镜的远侧的端部区域中——这尤其是在尖端芯片(chip-in-tip)内窥镜中是常见的，则所述转换材料/所述转换器可以朝近端的方向这样向后错开，使得所述转换器/所述转换材料在手术时处于病人的身体之外(体外)并且因此可以由手术医生简单地观察。在该情况中，所述指示光不会干扰地作用于在身体中的成像；但所述指示光可以同时对于使用者良好可见地在病人的身体外被感知。

28、因此尤其是可以设置为，所述系统的照射光学器件设置成，仅发出不可见的照射光。换句话说，也可以设置为，要观察的对象仅以从照射光学器件发出的不可见的照射光照射。

29、一种获得按照本发明的可视化和/或照射系统的解决方案在于，所述系统具有内部的光导体，所述内部的光导体构成分支，所述分支从用于照射的主光路中分支出所述照射光的一部分并且将其输送给所述转换器/所述转换材料。例如可以设置这样的构造，即，在所述分支上，从光导纤维的主束分支出各个光导纤维。这些分支的光导纤维的端面可以被抛光，并且所述端面可以例如穿过例如内窥镜的金属壳体的引导通过部从内部空间出发向外引导。为了确保所述内部空间的紧密性，可以为此将所述纤维端部粘贴到所述壳体中。随后可以将所述转换材料、优选作为转换层施加到所述外部的纤维端部上，以便可以这样将由所述分支的纤维输送的不可见的光转换为所希望的可见的指示光并且将其输出。

30、为了解决开头所述任务，本发明也提出一种用于指示不可见的照射光的存在的方法。例如所述照射光可以由可视化和/或照射系统输出，以便照射在医学手术期间要观察的对象。在这里该系统可以尤其是如之前说明的构造，即有利的是，采用按照本发明的系统，以用于实现所述方法。为了解决所述任务关于该方法提出，由转换器将所述不可见的照射光转换为对于人可感知的指示信号并且将其输出，所述转换器优选是所述可视化和/或照射系统(1)的一部分。

31、该方法还能够进一步构成：例如可以设置为，所述转换器(例如借助光电二极管)接收所述照射光的一部分并且对此进行反应地输出光学的指示信号。为此所述转换器可以作为光电的转换器构造。

32、备选亦或补充地，也可以在所述方法中设置为，所述转换器输出声学的指示信号。因此在该情况中所述转换器可以作为光声的转换器构造。

33、备选亦或补充地，也可以在所述方法中设置为，所述转换器输出机械的指示信号、尤其是振动信号。因此在该情况中，所述转换器可以作为光机械的转换器构造。

34、因此如这些大量的构造示例示出的，按照本发明的转换器例如可以输出声学的、光学的或机械的输出信号，所述输出信号分别指示所述不可见的照射光的存在并且可以由使用者感知。在所述方法的所有这些不同的构造中，对于所述指示/所述输出的快速更新有利的是，所述转换器(尤其是仅在如下情况中)转换所述照射光，即，所述照射光由所述可视化和/或照射系统输出。

35、最后也在所述方法中更可取的是(以便提高指示的安全性)，所述转换器在没有从外部的能量输送的情况下进行所述照射光向(尤其是之前所述的)指示光的光学波长转换，优选基于感光物质例如磷和/或基于光致发光。因为这样的作用机构或者说转换机构是特别坚实、耐用并且较不容易出错的。

36、现在借助实施例进一步说明本发明，但本发明不限制于这些实施例。可以由对优选的实施例的后续的说明结合总体的说明书、权利要求书以及附图获得本发明的其他构成。