DE69434555T2

DE69434555T2 - Method and device for producing angiograms of an eye

Info

Publication number: DE69434555T2
Application number: DE1994634555
Authority: DE
Inventors: Robert Walter Flower
Original assignee: Johns Hopkins University
Current assignee: Johns Hopkins University
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: ATE310442T1; DE69434555D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Bereitstellen von Angiogrammen (Angiographien) eines Auges, umfassend eine Funduskamera zum Aufnehmen von angiographischen Bildern des Auges, eine integrierende Kugel, die mit der Funduskamera verbunden ist, eine Lichtquelle, die durch ein Glasfaserkabel mit der integrierenden Kugel verbunden ist und in Betrieb ist, um einen ersten Farbstoff anzuregen, und ein Mittel zum Empfangen der angiographischen Bilder des Auges von der Funduskamera, sowie ein Verfahren zum Bereitstellen von Angiogrammen, das die Schritte eines Injizierens eines ersten Farbstoffes umfasst, gefolgt von einem zweiten Farbstoff, wodurch gleichzeitig zwei Farbstoffe vorhanden sind.The The present invention relates to a device for providing of angiograms (angiographies) of an eye comprising a fundus camera for taking angiographic images of the eye, an integrating one Ball, which is connected to the fundus camera, a light source, which is connected by a fiber optic cable to the integrating sphere is and is in operation to stimulate a first dye, and a means for receiving the angiographic images of the eye of the fundus camera, as well as a method for providing angiograms, which comprises the steps of injecting a first dye, followed by a second dye, whereby two dyes simultaneously available.

STAND DER TECHNIKSTATE OF TECHNOLOGY

Ein verwandtes Verfahren und eine Einrichtung sind in US-Patent 5,279,298 gezeigt, das darauf abzielt, es zu ermöglichen, dass eine neovaskuläre Membran in der okularen Vaskulatur des Fundus des Auges identifiziert und behandelt wird, indem der Fehler behoben wird, während ein Schaden an der sensorischen Retina (Netzhaut) minimiert wird.One Related method and apparatus are disclosed in US Patent 5,279,298 which aims to allow a neovascular membrane identified in the ocular vasculature of the fundus of the eye and is dealt with by correcting the error while causing damage to the sensory Retina (retina) is minimized.

Im Allgemeinen muss hervorgehoben werden, dass es sehr wenig Informationen über die Durchblutung in Kapillargeflechten gibt, die sich auf der Zeitskala des Herzzyklus ereignet. Zum Teil ist dies deshalb der Fall, weil ein direktes Visualisieren solcher Geflechte üblicherweise technologisch schwierig oder unmöglich ist, und es die meisten Methodologien zur Durchblutungsmessung erfordern, dass Daten über viele Herzzyklen erhalten werden. Darüber hinaus entsteht, wenn die Kapillargeflechte komplexe vaskuläre Geometrien haben und von vielen Arteriolen gespeist werden, das zusätzliche Problem eines Aussonderns von Durchblutungsverteilungen. Ein Beispiel für ein Kapillargeflecht ist dasjenige, das in dem zerebralen Kortex zu finden ist. Ein weiteres Beispiel, das für Wissenschaftler, die das Auge studieren, von großem Interesse ist, ist die Choriocapillaris (Aderhautkapillare), eine von drei Blutgefäßschichten der Choroidea (Chorioidea, Aderhaut).in the Generally, it must be emphasized that there is very little information about the circulation in capillaries, which are on the time scale of the cardiac cycle occurred. In part, this is the case because of a direct Visualize such braids usually technologically difficult or impossible is, and most circulatory measurement methodologies require that Data about many cardiac cycles are preserved. In addition, when the Capillaries have complex vascular geometries and of Many arterioles are fed with the additional problem of rejecting of circulatory distributions. An example of a capillary braid is the one found in the cerebral cortex. Another one Example, that for Scientists who study the eye are of great interest is the choriocapillaris (Choroid capillary), one of three blood vessel layers of the choroid (choroid, choroid).

Der Choroidea-Kreislauf des Auges ist hauptsächlich für die Aufrechterhaltung der sensorischen Retina verantwortlich, die darüber liegt. Ein Verfahren aus dem Stand der Technik hat eine Routinevisualisierung des gesamten Choroidea-Kreislaufs ermöglicht, das bedeutet, dass alle drei Gefäßschichten der Choroidea visualisiert werden können, wobei eine der anderen überlagert ist. Die innerste Schicht, die Choriocapillaris, bildet alle nährenden Gefäße (d. h. wo ein metabolischer Austausch mit der Retina stattfindet) für den Choroidea-Kreislauf. Die Choriocapillaris-Schicht belegt die Ebene unmittelbar neben der sensorischen Retina.Of the Choroidal circulation of the eye is mainly for the maintenance of the responsible for sensory retina, which lies above it. A procedure off The prior art has a routine visualization of the entire Choroidal circulation allows that means all three vascular layers The choroid can be visualized, with one of the other superimposed is. The innermost layer, the choriocapillaris, forms all nourishing vessels (i. where a metabolic exchange with the retina takes place) for the choroidal circulation. The Choriocapillaris layer occupies the plane immediately adjacent to the sensory retina.

Obgleich Choroidea-Angiogramme alle Gefäße der Choroidea zeigen, sind Informationen am wichtigsten, die speziell die Choriocapillaris betreffen, und es gibt widersprüchliche Ansichten über den Aufbau der Choriocapillaris der hinteren Seite (des hinteren Pols), insbesondere hinsichtlich deren Durchblutung. Das Verfahren zum Entnehmen von Informationen über die Choriocapillaris aus einem Indocyaningrün-Angiogramm (ICG-Angiogramm) ist daher wichtig für den Krankenhausarzt, der am Auswerten der metabolischen Suffizienz und Stabilität des Choroidea-Kreislaufs interessiert ist.Although Choroidal angiograms All vessels of the choroid Information is most important, especially the choriocapillaris concern and there are contradictory ones Views over the structure of the choriocapillaris of the posterior side (the posterior Pols), in particular with regard to their blood circulation. The procedure to extract information about the choriocapillaris from an indocyanine green angiogram (ICG angiogram) is therefore important for the hospital doctor who is evaluating metabolic sufficiency and stability of the Choroidea circulation is interested.

Zahlreiche Forscher haben Angiographie und eine Vielfalt an histologischen Techniken verwendet, um den gegenwärtigen Grundstock an Information über den Choroidea-Kreislauf zu sammeln. Obgleich die Kernpunkte der Angioarchitektur und Durchblutung der Choroidea ausgiebig durch die Bemühungen der Forscher aufgedeckt wurden, bestehen noch immer Kontroversen hinsichtlich räumlicher Unterschiede in der Morphologie. Zusätzliche Kontroversen sind ebenfalls im Hinblick auf Einzelheiten der Durchblutung dieses hochkomplizierten vaskulären Netzwerk entstanden.numerous Researchers have angiography and a variety of histological features Techniques used to provide the current foundation of information about the To collect choroidal circulation. Although the key points of angioarchitecture and blood circulation of the Choroidea extensively through the efforts of the Researchers have been revealed still controversy concerning spatial differences in morphology. additional Controversies are also in terms of details of blood flow this highly complicated vascular Network emerged.

Von besonderem Interesse ist eine Durchblutung der Choriocapillaris, da, wie oben diskutiert, in dieser vaskulären Schicht die nährende Funktion des Choroidea-Kreislaufs stattfindet. Obwohl der Zustand der größeren Choroidea-Blutgefäße die Durchblutung der Choriocapillaris zweifelsfrei beeinflussen muss, ist es letztlich das genaue Verständnis der Durchblutung der Choriocapillaris selbst, was grundlegend für ein Verständnis der Rolle der Choroidea in der Pathophysiologie einer Retina-Erkrankung ist.From of particular interest is a circulation of the choriocapillaris, because, as discussed above, in this vascular layer, the nourishing function of the Choroidea circulation takes place. Although the condition of the larger choroidal blood vessels improves blood circulation the Choriocapillaris must definitely influence, it is in the end the exact understanding the blood circulation of the choriocapillaris itself, which is fundamental for an understanding of the Role of the choroid in the pathophysiology of retinal disease is.

Hochgeschwindigkeits-Indocyaningrünfarbstoff-Fluoreszenzangiographie (Hochgeschwindigkeits-ICG-Farbstoff-Fluoreszenzangiographie) wurde entwickelt, um die Hauptprobleme zu überwinden, denen man begegnet, wenn man versucht, die schnelle Durchblutung der Choroidea zu visualisieren, der man bei der Angiographie mit Natriumderivaten von Fluorescein begegnet. ICG-Angiographie verwendet Wellenlängen im nahen Infrarotbereich, die mit relativer Leichtigkeit in das Retina-Pigmentepithel und Choroidea-Pigment eindringen. Während Fluoreszenz aus der Choriocapillaris, die aus intravenös injiziertem Farbstoff aus Natriumderivaten von Fluorescein (dem anderen Standardfarbstoff, der in der okularen Angiographie verwendet wird) hauptsächlich aus extravasalen Farbstoffmolekülen oder solchen, die an den Gefäßwandungen anhaften, zu entstehen scheint, entsteht ICG-Fluoreszenz aus Farbstoffmolekülen, die an Blutprotein in dem sich bewegenden Blutvolumen gebunden sind.High-speed indocyanine dye fluorescence angiography (high-speed ICG dye fluorescein angiography) has been developed to overcome the major problems encountered when attempting to visualize the rapid perfusion of the choroid which is encountered in angiography with sodium derivatives of fluorescein. ICG angiography uses near-infrared wavelengths that enter the retinal pigment epithelium and choroidal pigment with relative ease. While fluorescence from choriocapillaris, which appears to originate from intravenously injected dye from sodium derivatives of fluorescein (the other standard dye used in ocular angiography), mainly from extravascular dye molecules or those adhering to the vessel walls, ICG fluorescence arises Dye molecules bound to blood protein in the moving blood volume.

Ohne Zweifel wird mit einem rasternden Laser-Ophthalmoskop durchgeführte Fluorescein-Angiogaphie (die ebenfalls ICG-Farbstoff verwenden kann) und die experimentelle Technik, Fluorescein zu injizieren, das in Lipidvesikel eingekapselt ist, schließlich zusätzliche Informationen über die Durchblutung der Choroidea liefern; aber unter Berücksichtigung der klinischen Choroidea-Angiographie bietet ICG-Angiographie die beste zeitliche und räumliche Auflösung, was eine Visualisierung des Farbstoffdurchtritts durch die Choroidea unter normalen physiologischen Bedingungen möglich macht (d. h. ohne dass die Durchblutung durch solche Verfahren wie Erhöhen des Augeninnendrucks (Intraokulardrucks) künstlich verlangsamt werden muss).Without Doubt is carried out with a rastering laser ophthalmoscope fluorescein angiogaphy (the can also use ICG dye) and the experimental technique, To inject fluorescein that is encapsulated in lipid vesicles, eventually adding extra information about provide the blood flow to the choroid; but considering Clinical choroidal angiography provides ICG angiography best temporal and spatial resolution, what a visualization of the dye passage through the choroid under normal physiological conditions (i.e., without that the circulation through such methods as increasing intraocular pressure (intraocular pressure) artificially has to be slowed down).

Wenn intravenöse Farbstoffinjektionen durchgeführt werden, ist es jedoch aufgrund der viel höheren Intensitäten der Fluoreszenz, die aus den darunter liegenden Gefäßen von großem Durchmesser entsteht, schwierig, die Choriocapillaris in individuellen ICG-Angiogrammbildern zu beobachten. Aufgrund dieses vielschichtigen Aufbaus der Choroidea-Vaskulatur wird eine Beobachtung der Choriocapillaris mit einer Fluoreszenzfarbstoff-Angiographie am besten bewerkstelligt, wenn ein Farbstoffbolus (Bolusinjektion bzw. Schnellinjektion) von sehr kleinen Volumen mit einer scharf begrenzten Wellenfront hindurchtritt. Zum Beispiel wurden nach einer intracarotidalen Injektion eines sehr kleinen ICG-Farbstoffsbolus ICG- Angiogramme erzeugt, die deutlich den vollständigen Zyklus einer Farbstoffpassage durch ein individuelles Läppchen unter normalen physiologischen Bedingungen zeigen. („Läppchen" bzw. „Lobulus" ist ein Ausdruck, der verwendet wird, um die drei- bis sechsseitigen vaskulären Einheiten zu bezeichnen, die ein Mosaikmuster über die ganze Choriocapillaris bilden. Jedes Läppchen besteht aus einem Paket (Cluster) von schmalen, engmaschigen Kapillaren, die von einem zentralen Fokus auszustrahlen scheinen, an dem eine nährende Arteriole an der hinteren Wand der Kapillaren eintritt).If intravenous Dye injections performed However, it is due to the much higher intensities of the Fluorescence arising from the underlying vessels of large diameter, difficult to observe the choriocapillaris in individual ICG angiogram images. Because of this complex structure of choroidal vasculature is an observation of the choriocapillaris with a fluorescent dye angiography on best accomplished when a dye bolus (Bolusinjektion or Quick injection) of very small volume with a sharply limited Wavefront passes. For example, after an intracarotid Injection of a very small ICG dye bolus generates ICG angiograms, which clearly the complete Cycle of dye passage through an individual lobule below show normal physiological conditions. ("Lobule" or "Lobulus" is a term used to refer to to denote the three- to six-sided vascular units a mosaic pattern over to form the whole choriocapillaris. Each lobule consists of a package (Clusters) of narrow, narrow-meshed capillaries, separated by a central Focus seem to radiate at which a nourishing arteriole at the back Wall of the capillaries occurs).

Offensichtlich wird ein Fortschreiten einer scharf begrenzten Wellenfront durch das Kapillarnetzwerk leichter verfolgt als eine schlecht begrenzte. Weiterhin werden, wenn das Bolusvolumen klein genug ist, um die darunter liegenden vaskulären Schichten zu dem Zeitpunkt im wesentlichen freizugeben, zu dem es in die Choriocapillaris eintritt, dann die Bilder von den farbstoffgefüllten Kapillaren einen höheren Kontrast aufweisen als wenn gleichzeitig eine erhebliche Fluoreszenz aus dem Untergrund vorhanden ist.Obviously is a progression of a sharply defined wavefront through tracked the capillary network more easily than a poorly-defined one. Furthermore, when the bolus volume is small enough, around the underlying vascular layers at the time essentially release it to the choriocapillaris occurs, then the images of the dye-filled capillaries a higher contrast have as if at the same time a significant fluorescence the underground is present.

Unglücklicherweise wird bei intravenöser Injektion keine der obigen Bedingungen leicht hervorgerufen, selbst wenn ein Hindurchtritt eines Farbstoffbolus durch die Choroidea mit einer angemessenen Injektionstechnik optimiert werden kann. Als Folge davon ist es extrem schwierig, ein Füllen der Choriocapillaris mit Farbstoff in unaufbereiteten ICG-Fluoreszenzangiogrammen zu isolieren, selbst wenn sie bei hoher Geschwindigkeit aufgenommen werden. Daher besteht ein Bedarf an einem Verfahren, das es möglich macht, Informationen über ein Füllen der Choriocapillaris aus nach venöser Injektion angefertigten ICG-Farbstoff-Angiogrammen zu extrahieren.Unfortunately becomes intravenous Injection of any of the above conditions easily elicited, even when a passage of a dye bolus through the choroid can be optimized with an appropriate injection technique. As a result, it is extremely difficult to fill the choriocapillaris with To isolate dye in crude ICG fluorescence angiograms even if they are recorded at high speed. Therefore There is a need for a method that makes it possible to obtain information about To fill the choriocapillaris made from venous injection ICG dye angiograms to extract.

Ungeachtet ihres Unvermögens, vollständige Informationen über die Choriocapillaris bereit zu stellen, können ICG-Fluoreszenzangiogramme des Choroidea-Kreislaufs anomale vaskuläre Strukturen in der Choroidea abgrenzen, die das Sehvermögen erheblich vermindern. Altersbedingte Makula-Degeneration (Age-Related Macular Degeneration, ARMD) ist die führende Ursache für erhebliche Sichtbeeinträchtigungen bei älteren Menschen. Diese Erkrankung ist häufig gekennzeichnet durch Entwicklung von Choroidea-Neovaskularisationsmembranen (CNV-Membranen), die in den subretinalen Raum eindringen, was eine Verschiebung der sensorischen Retina zur Folge hat und die häufig den Sichtweg als Ergebnis von anschließenden Hämorrhagien versperren.regardless their inability, full information about To provide the choriocapillaris, ICG fluorescence angiograms can be used of the choroidal circulation abnormal vascular structures in the choroid delimit the vision considerably Reduce. Age-related Macular Degeneration (Age-Related Macular Degeneration, ARMD) is the leading one Cause for considerable visual impairment in older People. This disease is common characterized by development of choroidal neovascular membranes (CNV membranes), which penetrate into the subretinal space, causing a shift in the resulting in sensory retina and often the visual pathway as a result from subsequent haemorrhages block.

Eine Behandlung von ARMD geschieht in erster Linie durch Laser-Photokoagulation der neovaskulären Membran. Diese Behandlung ist jedoch in dem Umfang erfolgreich, in dem die Membran genau vermessen werden kann; dies ist deshalb der Fall, weil derartige Membranen (definitionsgemäß) im Gebiet der Makula liegen und häufig auf die Sehgrube (Fovea) übergreifen. Eine unsachgemäße Anwendung von Photokoagulation kann leicht eine Zerstörung von hoher Sehschärfe und/oder ein beschleunigtes Wachstum der CNV zur Folge haben.A Treatment of ARMD is done primarily by laser photocoagulation the neovascular Membrane. However, this treatment is successful to the extent in which the membrane can be measured accurately; this is why the case because such membranes (by definition) in the field the macula lie and often to spread to the Sehgrube (fovea). An improper application from photocoagulation can easily be a destruction of high visual acuity and / or accelerate CNV growth.

Eine Diagnose und eine Behandlung von ARMD ist stark auf eine Interpretation von Angiogrammen angewiesen (von beidem, Fluorescein und ICG). Häufig ist die Morphologie von CNV-Läsionen derart, dass die Membranen in Fluorescein-Angiogrammen, wenn überhaupt, nur um ein weniges stärker erscheinen als faserige Flecken, besonders, wenn die Membran neben einer serösen Ablösung (Cirrus Detachment) liegt. Darüber hinaus ist heute anerkannt, dass für eine Gruppe von CNV, die als „okkulte CNV" bezeichnet werden, ICG-Angiogramme für die Behandlung notwendige Daten zur Verfügung stehen, die Angiogramme mit Natriumderivaten von Fluorescein nicht bieten.A Diagnosis and treatment of ARMD is strong on an interpretation dependent on angiograms (of both, fluorescein and ICG). Frequently the morphology of CNV lesions like this, that the membranes in fluorescein angiograms, if any, only a little bit stronger appear as fibrous patches, especially if the membrane is next to it a serous one Detachment (Cirrus Detachment) is located. About that addition, today it is recognized that for a group of CNV, the as "occult CNV " be, ICG angiograms for the treatment necessary data are available, the angiograms with sodium derivatives of fluorescein not provide.

Eine weitere Hauptschwierigkeit beim Verwenden von ICG-Angiogrammen, wenn eine Laser-Photokoagulationstherapie angewandt wird, ist, dass die retinalen vaskulären Markierungspunkte, auf die sich der Chirurg verlassen muss, wenn er den Laser ausrichtet, bei den ICG-Angiogrammen häufig fehlen. Die übliche Herangehensweise zum Lösen dieses Problems ist es, während einer separaten Einstellung Farbphotographien des Fundus und Angiogramme mit Natriumderivaten von Fluorescein desselben Auges des Patienten anzufertigen; es ist dann notwendig, zu versuchen, die Choroidea-ICG-Angiogramme und die Retina-Photographie oder das Retina-Fluorescein-Angiogramm zu überlagern. Diese Technik versagt häufig aufgrund des Unvermögens, das Auge auf exakt dieselbe Art und Weise während jedem der zwei angiographischen Arbeitsschritte präzise auszurichten. Nichtsdestotrotz ist eine sehr genaue Ausrichtung (innerhalb eines Bereiches auf der Retina, der nur 50 μm groß ist) entscheidend, um eine Laser-Photokoagulation nahe der Fovea sicher anzuwenden und gleichzeitig sicherzustellen, dass kein signifikanter dauerhafter Schaden an der Fovea selbst eintritt.Another major difficulty in using ICG angiograms when applying laser photocoagulation therapy is that the retinal vascular marker points, which the surgeon must rely on when aligning the laser, which is often absent in ICG angiograms. The usual approach to solving this problem is to make color photographs of the fundus and angiograms with sodium derivatives of fluorescein of the same eye of the patient during a separate setting; it is then necessary to try to superimpose the choroidal ICG angiograms and the retina photograph or the retina fluorescein angiogram. This technique often fails because of the inability to precisely align the eye in exactly the same way during each of the two angiographic procedures. Nonetheless, highly accurate alignment (within a region of the retina only 50 μm in size) is critical to safely applying laser photocoagulation near the fovea while ensuring that there is no significant permanent damage to the fovea itself.

Daher besteht ein Bedarf an neuen Verfahren und Einrichtungen, um sowohl eine bessere optische Darstellung anomaler vaskulärer Strukturen, wie z.B. CNV, und sicherere und präzisere Laser-Fotokoagulation zu gestatten, um das Auge von solchen Strukturen zu befreien und das Sehvermögen zu verbessern.Therefore There is a need for new procedures and facilities to both a better visualization of abnormal vascular structures, such as e.g. CNV, and safer and more precise Laser photocoagulation to allow the eye of such structures to liberate and eyesight to improve.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Das Verfahren der Erfindung beruht auf den Voraussetzungen, dass ein Füllen der Choriocapillaris mit Farbstoff schneller ist – weil sie pulsierend ist – als ein Füllen der darunter liegenden Gefäße von größerem Durchmesser mit Farbstoff, und dass Fluoreszenz aus diesen zwei überlappenden Schichten additiv ist. Die Voraussetzung betreffend die Geschwindigkeit von Blut in der Choriocapillaris läuft der herkömmlichen Erkenntnis betreffend das Verhältnis zwischen Blutgeschwindigkeiten in Stamm- und Tochtergefäßen in den meisten vaskulären Betten zuwider.The Method of the invention is based on the conditions that a To fill the choriocapillaris with dye is faster - because they is pulsating - as a filling the underlying vessels of larger diameter with dye, and that fluorescence from these two overlapping Layers is additive. The requirement concerning the speed of blood in the choriocapillaris runs the conventional Knowledge regarding the relationship between Blood rates in stem and daughter vessels in most vascular beds are at odds.

Kurz zusammengefasst besteht die Erfindung darin, zu erkennen, dass die Bildpunkt (Pixel) für Bildpunkt durchgeführte Subtraktion eines Bildes von einem darauffolgenden Bild in einer ICG-angiographischen Folge von Bildern eine resultierende Bildfolge bildet, die eine Fluoreszenz zeigt, die ausschließlich auf Strukturen zurückzuführen ist, in denen die schnellste Bewegung von Blut stattfindet, d. h. in den Choriocapillaris-Gefäßen.Short In summary, the invention consists in recognizing that the Pixel (pixel) for Pixel performed Subtract an image from a subsequent image in one ICG angiographic sequence of images a resulting image sequence which shows fluorescence exclusively on Structures is due, in which the fastest movement of blood takes place, d. H. in the choriocapillaris vessels.

Dieses Subtraktionsverstärkungsverfahren der Erfindung ermöglicht es, Informationen über ein Füllen der Choriocapillaris mit Farbstoff zu gewinnen, indem die Unterschiede in der Blutfliessgeschwindigkeit in großen Gefäßen und der Choriocapillaris genutzt werden, die natürlicherweise existieren. Anstatt Choroidea-Schichten mittels zeitlicher Abfolge eines Auftretens eines Farbstoffbolus zu unterscheiden, sind es Farbstoff-Füllgeschwindigkeiten, die dazu dienen, sie zu trennen.This Subtraction gain method of Invention allows it, information about a filling to gain the choriocapillaris with dye by the differences in the blood flow velocity in large vessels and the choriocapillaris be used naturally exist. Instead of choroidal layers by chronological order It is a distinction of an occurrence of a dye bolus Dye filling rates, which serve to separate them.

Eine Umsetzung der Erfindung hängt lediglich davon ab, ein bestehendes Funduskamerasystem so zu konfigurieren, das es eine hinreichende zeitliche Auflösung und Vergrößerung der Fundusstruktur aufweist. Das beschriebene Verfahren wurde auf Hochgeschwindigkeits-ICG-Fluoreszenzangiogramme angewandt, um Informationen über eine Hämodynamik der Choriocapillaris hervorzuheben.A Implementation of the invention depends just from configuring an existing fundus camera system so that there is a sufficient temporal resolution and enlargement of the Has fundus structure. The procedure described was for high speed ICG fluorescence angiograms applied to information about a hemodynamic to highlight the choriocapillaris.

Um CNV besser zu visualisieren und eine Behandlung von ARMD zu erleichtern, besteht die Erfindung aus einer modifizierten Funduskamera mit einem Polarisationsfilter vor der Anregungslichtquelle und einem analysierenden Polarisator vor der Videokamera. ICG-Farbstoff-Fluoreszenz, die von dem Fundus des Auges ausgeht, enthält eine signifikante Komponente aus polarisiertem Licht, und eine Rotation des Analysatorfilters resultiert darin, dass unerwünschte Fluoreszenz (d. h. diejenige, die nicht mit vaskulären Strukturen verbunden ist, sondern eher mit gestreutem Licht verbunden ist) in dem Ausmaß unterdrückt wird, dass die darunter liegende CNV besser visualisiert werden kann. Dieses besondere Verfahren beeinflusst die nicht verarbeiteten, rohen angiographischen Bilder dahingehend, dass es den Signal-Rausch-Gehalt der einzelnen angiographischen Bilder verbessert; anschließend ergeben die subtrahierten rohen Bilder ein deutlicheres resultierendes Bild.Around Better visualize CNV and facilitate treatment of ARMD, the invention consists of a modified fundus camera with a Polarizing filter in front of the excitation light source and an analyzing Polarizer in front of the video camera. ICG dye fluorescence emitted by the fundus of the eye, contains a significant component of polarized light, and a rotation of the analyzer filter results in unwanted fluorescence (i.e., the one not connected to vascular structures, but rather associated with scattered light) is suppressed to the extent that that the underlying CNV can be better visualized. This particular process affects the unprocessed, raw angiographic images to the effect that it reduces the signal-to-noise ratio the individual angiographic images improved; then result the subtracted raw images give a clearer resulting image.

Sobald die abweichenden vaskulären Strukturen visualisiert und durch die Polarisations- und Subtraktionsverfahren abgegrenzt wurden, aber bevor eine Laser-Photokoagulationstherapie anfangen kann, muss die Chirurgin sicherstellen, dass sie den Laser ordnungsgemäß ausrichten kann. Die Erfindung resultiert weiterhin aus der üblichen Praxis, eine Fluorescein-Angiographie vor Durchführen einer ICG-Angiographie durchzuführen, und macht von der Tatsache Gebrauch, dass der Fluoresceinfarbstoff in der Vaskulatur der Retina für mehr als eine Stunde verbleibt.As soon as the aberrant vascular Structures visualized and through the polarization and subtraction methods were demarcated, but before a laser photocoagulation therapy The surgeon must make sure she's using the laser align properly can. The invention further results from the usual Practice, a fluorescein angiography before performing perform an ICG angiography, and makes use of the fact that the fluorescein dye in the vasculature of the retina for more than an hour remains.

Die Erfindung verwendet eine ICG-Funduskamera, die eine integrierende Kugel aufweist, die mit Lichtquellen zur Anregung von sowohl Fluoreszenzen von ICG als auch von Farbstoffen aus Natriumderivaten von Fluorescein verbunden ist, und die eine durchschaltbare CCD-Videokamera (Charge-Coupled Device; ladungsgekoppelte Einrichtung) verwendet, um die angiographischen Bilder zu erfassen. Eine Lichteinspeisung in die integrierende Kugel erfolgt über zwei Glasfaserkabel, von denen jedes mit einer von zwei Lichtquellen verbunden ist. Eine Quelle ist ein Laserausgang, bei der Wellenlänge, die benötigt wird, um Farbstoffe aus Natriumderivaten von Fluorescein anzuregen (480 nm, d. h. ein frequenzverdoppelter Nd:YAG); es wurde ebenfalls erkannt, dass eine mit einem optischen Verschluss (Shutter) und einem Filter versehene Glühlichtquelle an Stelle eines frequenzverdoppelten Laser verwendet werden kann. Die andere Quelle ist ein Diodenlaserausgang zur Anregung vom ICG-Farbstoff (805 nm).The invention utilizes an ICG fundus camera having an integrating sphere connected to light sources for excitation of both fluorescence of ICG and dyes of sodium derivatives of fluorescein, and a charge coupled device (charge coupled device) ) is used to capture the angiographic images. Light is fed into the integrating sphere via two fiber optic cables, each of which is connected to one of two light sources. One source is a laser output, at the wavelength, the is required to excite dyes from sodium derivatives of fluorescein (480 nm, ie a frequency doubled Nd: YAG); it has also been recognized that an incandescent light source provided with an optical shutter and a filter can be used in place of a frequency doubled laser. The other source is a diode laser output for excitation of the ICG dye (805 nm).

Wenn der ICG-Farbstoff den Choroidea-Kreislauf durchquert, nimmt die durchgeschaltete Videokamera Bilder des ICG-Farbstoffes auf, indem der 805 nm-Laser dazu gebracht wird, in Synchronität mit der Videokamera auszulösen. Eine geeignete Programmierung der Kamera und Lichtquellen ist derart konfiguriert, dass in regelmäßigen Intervallen (d. h. jedes achte Bild) die 480 nm-Lichtquelle ausgelöst wird und gleichzeitig ein geeigneter Wechsel der Sperrfilter vor der Videokamera durchgeführt wird.If the ICG dye traverses the choroidal circulation, the switched through video camera images of the ICG dye on by the 805nm laser is brought into synchronization with the Trigger video camera. A suitable programming of the camera and light sources is such configured that at regular intervals (i.e., every eighth image) the 480 nm light source is triggered and at the same time a suitable change of the notch filter before Video camera is performed.

Um das Beispiel mit jedem achten Vollbild (Frame) zu verwenden, wird eine Sperrfilterkette implementiert, indem lediglich eine rotierende Scheibe, die acht Filter enthält, vor der Videokamera positioniert wird. Dieses Filterrad dreht sich derart in Synchronität mit den Kamera-Auslösungen, dass jedes achte Vollbild einem Positionieren des Sperrfilters für Natriumderivate von Fluorescein vor der Kamera entspricht. Da die Abfolge von Angiogrammen bei hohen Geschwindigkeiten durchgeführt wird (ungefähr 15-30 Bilder/Sekunde), sind Augenbewegungen zwischen aufeinanderfolgenden Bildern unwesentlich, was ein genaues Erfassen von Bildern trivial macht. Daher bietet die Erfindung die Fähigkeit, die Markierungspunkte der Retina-Gefäße, die in Angiogrammen mit Natriumderivaten von Fluorescein enthalten sind, präzise mit den abgegrenzten CNV-Läsionen in den ICG-Angiogrammen zu überlagern, wie es vom Chirurgen gebraucht wird, um einen Laser für eine Behandlung genau zu fokussieren.Around to use the example with every eighth frame is used implemented a notch filter chain by only one rotating Disk containing eight filters, is positioned in front of the video camera. This filter wheel is turning so in synchrony with the camera releases, that every eighth frame positioning the blocking filter for sodium derivatives of fluorescein in front of the camera. Because the sequence of angiograms at high speeds (about 15-30 Images / second), are eye movements between successive ones Pictures insignificant, making a precise capture of pictures trivial power. Therefore, the invention provides the ability to mark points of the retina vessels, the contained in angiograms with sodium derivatives of fluorescein, precise with the demarcated CNV lesions in the ICG angiograms to overlay, as needed by the surgeon to get a laser for a treatment to focus exactly.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSUMMARY THE DRAWINGS

1, bestehend aus 1a und 1b, stellt ein ICG-Fluoreszenzbild von Schichten von ICG-gefärbtem Blut dar, um die Additivität der Fluoreszenz zu demonstrieren bzw. einen Graph, der aus dem Bild erzeugt wurde. 1 , consisting of 1a and 1b FIG. 12 depicts an ICG fluorescence image of layers of ICG-stained blood to demonstrate the additivity of fluorescence and a graph, respectively, generated from the image.

2, bestehend aus 2a und 2b, stellt schematisch die Helligkeit von Fluoreszenzlicht dar, das von zwei unterschiedlichen Blutgefäßen jeweils zu den Zeiten t₁ und t₂ emittiert wird. 2 , consisting of 2a and 2 B FIG. 12 schematically illustrates the brightness of fluorescent light emitted from two different blood vessels at times t ₁ and t _2, respectively.

3, bestehend aus den 3a, 3b, 3c und 3d, sind in 3a und 3b ICG-Fluoreszenzbilder, die ein Gesichtsfeld von 50 Grad zeigen, das um die Makula eines rechten Auges zentriert ist; die Bilder wurden mit einem Abstand von 1/15 Sekunde aufgenommen. 3c ist das Resultat von einem Subtrahieren des Bildes von 3a von dem Bild von 3b, und 3d ist lediglich eine Vergrößerung von 3c. 3 consisting of the 3a . 3b . 3c and 3d , are in 3a and 3b ICG fluorescence images showing a 50 degree field of view centered around the macula of a right eye; the pictures were taken with a distance of 1/15 second. 3c is the result of subtracting the image from 3a from the picture of 3b , and 3d is only an enlargement of 3c ,

4 stellt ein Funduskamerasystem dar, das modifiziert wurde, um die Angiogramme bereit zu stellen, die in 3a und 3b zu sehen sind. 4 represents a fundus camera system that has been modified to provide the angiograms available in 3a and 3b you can see.

5, bestehend aus 5a, 5b, 5c und 5d, stellt vier Bilder eines linken Auges dar, die aus einer Bildfolge ausgewählt wurden, die durch das Subtraktionsverfahren der Erfindung gewonnen wurden. 5 , consisting of 5a . 5b . 5c and 5d Figure 4 illustrates four images of a left eye selected from a sequence of images obtained by the subtraction method of the invention.

6 stellt ein Funduskamerasystem dar, das modifiziert wurde, um unerwünschte Fluoreszenz zu unterdrücken. 6 Figure 11 illustrates a fundus camera system that has been modified to suppress unwanted fluorescence.

7 stellt ein Funduskamerasystem dar, das modifiziert wurde, um überlagerte Angiogramme bereit zu stellen. 7 Figure 12 illustrates a fundus camera system that has been modified to provide superimposed angiograms.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Wiederholte Echtzeitbeobachtungen haben gezeigt, dass es während eines Durchgangs von ICG-Farbstoff, nachdem sich die großen Choroidea-Arterien füllen, eine schnell pulsierende schwache und diffuse Fluoreszenz gibt, die der stationären Fluoreszenz der großen Gefäße an dem hinteren Pol überlagert ist. Diese Pulsationen scheinen sich bei einer größeren Frequenz als der Herzfrequenz zu ereignen, und sie erscheinen weniger offensichtlich, wenn die großen Choroidea-Venen gefüllt sind. Eine anschließende Einzelbildanalyse der Angiogramme weist jedoch darauf hin, dass die Frequenz, die größer als die Herzfrequenz ist, ein Wahrnehmungsphänomen ist, das aus dem phasenverschobenen pulsierenden Füllen von individuellen Läppchen resultiert, alles nahe der Herzfrequenz.repeated Real-time observations have shown that during a passage of ICG dye, after the big ones Fill choroidal arteries, gives a fast pulsating faint and diffuse fluorescence, that of stationary fluorescence the big Vessels on the superimposed on the rear pole is. These pulsations seem to be at a greater frequency as the heart rate happen, and they appear less obvious when the big ones Choroidea veins filled are. A subsequent one However, single image analysis of the angiograms indicates that the frequency being greater than the heart rate is a perceptual phenomenon that is out of phase pulsating filling of individual lobules results, everything near the heart rate.

Unglücklicherweise sind noch nicht genug Einzelheiten der Hämodynamik der Choriocapillaris bekannt, um mit Gewissheit die beobachteten schnelleren Fluoreszenzintensitätswechsel bei der Choriocapillaris gegenüber denen bei den größeren darunter liegenden Gefäßen zu erklären, aber der wahrscheinlichste Grund ist, dass die Blutfliessgeschwindigkeit in der Choriocapillaris größer ist als die durch die darunter liegenden Choroidea-Gefäße. Die Erfindung beruht auf den Annahmen, dass die Fluoreszenzintensitäten der ICG-gefüllten Choriocapillaris und darunter liegenden Gefäßen additiv sind, und dass dort nachweisbare Unterschiede in den Änderungsgeschwindigkeiten von Fluoreszenzintensitäten vorkommen, die von den Choriocapillares und den darunter liegenden Choroidea-Gefäßen ausgehen, wenn sie sich mit Farbstoff füllen.Unfortunately, not enough details of choriocapillaris hemodynamics are known to explain with certainty the observed faster fluorescence intensity changes in the choriocapillaris over those of the larger underlying vessels, but the most likely cause is that the blood flow velocity in the choriocapillaris is greater than that in the choriocapillaris the underlying choroidal vessels. The invention is based on the assumption that the fluorescence intensities of the ICG-filled choriocapillaris and underlying vessels are additive, and that there are detectable differences in rates of change of fluorescence intensities emanating from the choriocapillaries and the underlying choroidal vessels when they fill with dye.

Obgleich der mittlere Durchmesser des Querschnitts der Choriocapillaris wesentlich kleiner ist als der der darunter liegenden arteriellen und venösen Gefäße, die sie speisen und aus ihnen ableiten, scheint es, dass Fluoreszenz aus den zwei vaskulären Schichten additiv ist. Die Additivität der ICG-Fluoreszenz wurde durch Erstellen eines Treppenstufenkeils aus überlappenden dünnen Schichten von heparinisiertem Blut demonstriert, das ICG-Farbstoff enthielt (0,03 mg/ml); jede Stufe wurde aus einer dünnen Schicht des Blutes gebildet, das zwischen zwei Objektträger-Deckgläschen eingebracht war.Although the average diameter of the cross section of the choriocapillaris is substantial smaller than that of the underlying arterial and venous vessels, the they feed and derive from them, it seems that fluorescence from the two vascular Layers is additive. The additivity of ICG fluorescence was by creating a stair tread of overlapping thin layers of heparinized blood containing ICG dye (0.03 mg / ml); each step was formed of a thin layer of blood, inserted between two slide coverslips was.

1a zeigt ein ICG-Fluoreszenzbild der Treppenstufen. Die horizontale weiße Linie durch die Mitte des Bildes zeigt den Weg an, entlang dem die Helligkeit von Bildpunkten (d. h. Graustufen) gemessen wurde, um den Graphen in 1d zu erzeugen, wodurch ein schrittweiser Anstieg der Fluoreszenz demonstriert wird, wenn die Anzahl an überlappenden Blutgefäßschichten ansteigt. 1a shows an ICG fluorescence image of the stairs. The horizontal white line through the center of the image indicates the path along which the brightness of pixels (ie, grayscale) was measured to be the graph in 1d producing a gradual increase in fluorescence as the number of overlapping blood vessel layers increases.

Die höhere Änderungsgeschwindigkeit der Farbstoff-Fluoreszenzintensität in den Choriocapillares gegenüber der in den größeren darunter liegenden Gefäßen ist schematisch in 2 und 2b gezeigt. In 2a sind die Helligkeit eines Gefäßes von großem Durchmesser und eines darüber liegenden Choriocapillaris-Gefäßes (beide im Querschnitt) als Vektoren I_A bzw. I_C gekennzeichnet. Das Fluoreszenzlicht, das von beiden emittiert wird, wird zu der Zeit t₁ mit einem Lichtsensor S detektiert. In 2b ist der Zustand der selben zwei Gefäße und des Sensors zu einem späteren Zeitpunkt t₂ gezeigt, wo ΔI_A bzw. ΔI_C das inkrementelle Ansteigen der Helligkeit der beiden Gefäße ist. Daher ist die Gesamthelligkeit, die von dem Sensor zu t₁ detektiert wird: St1 = IA + IC The higher rate of change of dye fluorescence intensity in the choriocapillaries over that in the larger underlying vessels is shown schematically in FIG 2 and 2 B shown. In 2a For example, the brightness of a large diameter vessel and an overlying choriocapillaris vessel (both in cross section) are labeled as vectors I _A and I _C , respectively. The fluorescent light emitted from both is detected at time t ₁ with a light sensor S. In 2 B the state of the same two vessels and the sensor is shown at a later time t ₂ , where ΔI _A and ΔI _C, respectively, is the incremental increase in the brightness of the two vessels. Therefore, the total brightness detected by the sensor at t ₁ is: S t1 = I A + I C

Zu dem Zeitpunkt t₂ ist die detektierte Gesamthelligkeit: St2 = IA + IC + ΔIA + ΔIC At time t ₂ , the detected total brightness is: S t2 = I A + I C + ΔI A + ΔI C

Die Änderung in der insgesamt detektierten Helligkeit ΔS, die sich zwischen t₁ und t₂ ereignet, ist dann ΔS = St2 – St1 = ΔIA + ΔIC The change in the total detected brightness ΔS that occurs between t ₁ and t ₂ is then ΔS = S t2 - p t1 = ΔI A + ΔI C

Aber da ΔIA << ΔIC, ist ΔS = ΔIC. But there .DELTA.I A << ΔI C , ΔS = ΔI C ,

Mit anderen Worten ist die kleine Änderung bei der kombinierten Helligkeit der überlappenden Kapillare und dem großen Gefäß, die sich während eines kurzen Zeitintervalls ereignet, nahezu vollständig dem Choriocapillaris-Gefäß zuschreibbar. Dieses Phänomen kann durch das Verfahren der Erfindung demonstriert werden, d. h., indem man ein Bild aus einer Hochgeschwindigkeits-ICG-Fluoreszenzangiogrammfolge Bildpunkt für Bildpunkt von einem darauffolgenden Bild subtrahiert, wie in 3a–d gezeigt ist. 3a und 3b sind angiographische Bilder, die mit einem Abstand von 1/15 Sekunde aufgenommen wurden. 3c ist das Ergebnis eines Subtrahierens dieser zwei Bilder, und 3d ist lediglich eine Vergrößerung von 3c.In other words, the small change in the combined brightness of the overlapping capillary and the large vessel that occurs during a short time interval is almost entirely attributable to the choriocapillaris vessel. This phenomenon can be demonstrated by the method of the invention, ie, by subtracting an image from a high-speed ICG fluorescence angiogram sequence pixel by pixel from a subsequent image, as in FIG 3a -D is shown. 3a and 3b are angiographic images taken at a distance of 1/15 second. 3c is the result of subtracting these two images, and 3d is only an enlargement of 3c ,

Zu bemerken ist, dass in dem resultierenden Bild (3c oder 3d) lappenförmige Strukturen zu sehen sind, die in keinem der Originalbilder (3a oder 3b) ersichtlich waren. Ebenfalls ist an Stelle der mit Farbstoff gefüllten Retinalarterie, die in den Originalbildern zu sehen ist, in dem resultierenden Bild nur eine Farbstoff-Wellenfront zu sehen, die die Bewegung von zusätzlichem Farbstoff in die Retinalarterien neben der Scheibe hinein repräsentiert. Natürlich ist die Wirkung der Erfindung um so dramatischer, je besser der Farbstoffbolus räumlich abgegrenzt ist. Nicht jeder intravenös injizierte Farbstoffbolus ruft so dramatische Ergebnisse hervor wie die, die in diesem Beispiel erhalten wurden, aber in jedem Fall gibt es eine Verstärkung der Choriocapillaris-Komponente der Fluoreszenz. Es ist zu bemerken, dass das Subtraktionsverfahren der Erfindung durchgeführt werden soll, indem man das Bild von einem beliebigen darauffolgenden Bild subtrahiert.It should be noted that in the resulting image ( 3c or 3d ) flap-like structures can be seen that are not visible in any of the original images ( 3a or 3b ) were apparent. Also, instead of the dye-filled retinal artery seen in the original images, only one dye wavefront is seen in the resulting image representing the movement of additional dye into the retinal arteries adjacent to the disc. Of course, the better the dye bolus is spatially delimited, the more dramatic the effect of the invention. Not every intravenously injected dye bolus produces such dramatic results as those obtained in this example, but in any case there is an enhancement of the choriocapillaris component of fluorescence. It should be noted that the subtraction method of the invention is to be performed by subtracting the image from any subsequent image.

Um das Verfahren der Erfindung zu erproben, wurden fünf normale Rhesusaffen in einem Alter zwischen zwei und drei Jahren eingesetzt. Für jede Beobachtung wurde ein Affe durch intramuskuläre Injektion von Ketamin-Hydrochlorid (10 bis 15 mg/kg) immobilisiert, intubiert und dann mit Halothan schwach anästhesiert gehalten; eine Mydriasis wurde durch topische Anwendung von 1 %igem Tropicamid hervorgerufen. Kleine Boli (ungefähr 0,05 ml) eines ICG-Farbstoffes (12,5 mg/ml) wurden je durch einen Katheter injiziert, der in die größere vena saphena eingebracht wurde, und unmittelbar von einer 2,0 ml Salzspülung gefolgt. Ein Durchgang des Farbstoffes durch die Choroidea-Vaskulatur wurde unter Verwendung einer modifizierten Zeiss-Funduskamera detektiert und direkt digital über PC-basierende Bildfangschaltungen (Frame-Grabber) aufgezeichnet. Zumindest drei angiographische Studien desselben Auges wurden für jeden Affen an unterschiedlichen Tagen durchgeführt.Around to test the method of the invention became five normal Rhesus monkeys used between the ages of two and three years. For every observation became a monkey through intramuscular Injection of ketamine hydrochloride (10 to 15 mg / kg) immobilized, intubated and then lightly anesthetized with halothane held; Mydriasis was achieved by topical application of 1% Tropicamide caused. Small boluses (about 0.05 ml) of an ICG dye (12.5 mg / ml) were each injected through a catheter inserted into the bigger vena saphena and immediately followed by a 2.0 ml saline rinse. A passage of the dye through the choroidal vasculature was detected using a modified Zeiss fundus camera and directly digitally over PC-based frame grabber recorded. At least three angiographic studies of the same eye were done for each Monkeys performed on different days.

In dem obigen Test wurde, wie in 4 gezeigt, die übliche Funduskamera 10 modifiziert, indem die Xenon-Blitzröhrenlichtquelle durch eine 805 nm-Wellenlänge-Laserdiode 12 ersetzt wurde, die mit der Beleuchtungsoptik 14 der Funduskamera über eine kleine integrierende Kugel 16 verbunden war, deren Ausgangsanschluss an der Position angeordnet war, die normalerweise von dem Lichtbogen der Blitzröhre besetzt war. Das übliche Mittel der Funduskamera zum Empfangen von Bildern, d. h. die photographische Filmkamera wurde durch eine infrarotempfindliche Vidicon-Röhre (Modell 4532URI Ultracon, Burle Industries) 18 ersetzt (an Stelle der Vidicon-Röhre könnte eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD) verwendet werden), vor der ein 807 nm-Wellenlänge-Cut-on-Filter 20 platziert wurde, um das Anregungslaserlicht auszuschließen, während er das ICG-Farbstoff-Fluoreszenzlicht durchlässt. Ein Choroidea-Farbstoffdurchgang wurde in zweiunddreißig aufeinanderfolgenden video-angiographischen Bildern bei einer Geschwindigkeit von 30 oder 15 Vollbildern pro Sekunde mit zwei digitalen Bildfangschaltungen (Modell 2861-60, Data Translation) (nicht gezeigt) aufgenommen, die in einem Personalcomputer (Compaq, Model 386/25e) (nicht gezeigt) installiert waren.In the above test, as in 4 shown, the usual fundus camera 10 modified by the xenon flash tube light source through an 805 nm wavelength laser diode 12 was replaced with the illumination optics 14 the fundus camera over a small integrating sphere 16 connected whose output terminal was located at the position normally occupied by the arc of the flash tube. The usual means of receiving the fundus camera, ie, the photographic film camera, was through an infrared sensitive vidicon tube (Model 4532URI Ultracon, Burle Industries). 18 replaced (instead of the vidicon tube, a charge-coupled device (CCD) could be used), in front of a 807 nm wavelength cut-on filter 20 was placed to exclude the excitation laser light while transmitting the ICG dye fluorescent light. A choroidal dye passage was recorded in thirty-two consecutive video angiographic images at a rate of 30 or 15 frames per second with two digital frame grabbers (Model 2861-60, Data Translation) (not shown) mounted in a personal computer (Compaq, Model 386 / 25e) (not shown) were installed.

5 fasst die angiographischen Befunde zusammen, die bei dem obigen Test durch Anwenden des Bildsubtraktionsverfahren der Erfindung erhalten wurden. In diesem Beispielfall wurde jedes Bild in einer 15 Vollbilder/Sekunde umfassenden ICG-angiographischen Folge von dem Bild subtrahiert, das diesem unmittelbar folgte; die Bilder in 5 wurden aus der resultierenden Folge subträhierter Bilder ausgewählt. 5 summarizes the angiographic findings obtained in the above test by applying the image subtraction method of the invention. In this example case, each image was subtracted from the image immediately following it in a 15 frame / second ICG angiographic sequence; the pictures in 5 were selected from the resulting sequence of sub-trimmed images.

Ein Farbstoff tritt zuerst in den Makula-Bereich der Choriocapillaris ein, der zeitlich bei den und über den Punkten liegt, bei denen die kurze arteria ciliaris posterior brevis in das Auge eintritt (5a). Ein läppchenförmiges Muster kann in der Mitte des Angiogramms gesehen werden, insbesondere direkt nasal der Mitte; hier ist ein Paket von ungefüllten Läppchen gezeigt (Pfeile). 0,133 Sekunden später (5b) ist der gesamte mittlere Bereich vollständig gefüllt, obgleich zwei kleinere Pakete von sich spät füllenden Läppchen oberhalb der Mitte zu sehen sind (Pfeile). Ein Füllen der Choriocapillaris schreitet fast radial von dem Makula-Bereich fort. Durch genaue Inspektion dieses Bildes kann ein schwacher Rückgang der Fluoreszenz um diese Läppchen herum gesehen werden; diese entsprechen wahrscheinlich den Ableitungskanälen der Choriocapillaris.A dye first enters the macular area of the choriocapillaris, which is temporally located at and above the points where the short posterior arteria ciliaris brevis enters the eye ( 5a ). A lobular pattern may be seen in the middle of the angiogram, especially directly nasally to the middle; Here is a package of unfilled lobules shown (arrows). 0.133 seconds later ( 5b ), the entire central area is completely filled, although two smaller packets of late-filling lobes are seen above the center (arrows). Filling the choriocapillaris proceeds almost radially from the macular area. By closely inspecting this image, a slight decrease in fluorescence around these lobes can be seen; these probably correspond to the discharge channels of the choriocapillaris.

5c ist 0,200 Sekunden später als 5b. Es zeigt an, dass die radial orientierte Welle eines Füllens der Choriocapillaris mit Farbstoff abgeschlossen worden ist, und eine Farbstoffverteilung an der Region des hinteren Pols scheint ziemlich gleichförmig. Dieses Bild zeigt an, dass die erste Welle eines Füllens mit Farbstoff innerhalb der Mitte des Makula-Gebiets vollständig ist, wie durch das Erscheinen von relativ schwach fluoreszierenden Gebieten angezeigt wird, die in 5a stark fluoreszierend waren. 5c is 0.200 seconds later than 5b , It indicates that the radially oriented wave of filling the choriocapillaris with dye has been completed, and a dye distribution at the region of the posterior pole appears to be quite uniform. This image indicates that the first wave of dye filling within the center of the macula area is complete, as indicated by the appearance of relatively weakly fluorescent areas in 5a were strongly fluorescent.

In 5d, 0,133 Sekunden später, erscheint es so, dass die erste Wellenfront eines Füllens mit Farbstoff die periphere Region erreicht hat; in diesem Stadium ist 5d ein Bild, das gegenüber 5a fast einen vollständig umgekehrten Kontrast aufweist.In 5d 0.133 seconds later, it appears that the first wavefront of dye filling has reached the peripheral region; is at this stage 5d a picture opposite 5a almost completely reversed contrast.

Die Wellenfront eines Füllens mit Farbstoff schritt vom Makula-Bereich radial zu der Peripherie des 30 Grad-Gesichtsfeldes in ungefähr 0,466 Sekunden voran. Dieses Gesamtfüllmuster war in jedem beobachteten Auge vorhanden, und Einzelheiten des Füllmusters waren von Beobachtung zu Beobachtung für jedes Auge eines Probanden bemerkenswert konsistent.The Wavefront of a filling with dye step from the macular area radially to the periphery of the 30 degree field of view in about 0.466 seconds ahead. This overall pattern was observed in each Eye present, and details of the filling pattern were from observation to observation for every eye of a subject is remarkably consistent.

ICG-Fluoreszenzangiographie wird allmählich häufiger sowohl von Forschern als auch von Krankenhausärzten verwendet, um den Choroidea-Kreislauf zu untersuchen. Natürlich werden, wenn derartig neue Werkzeuge bei einer Vielzahl neuer Wege angewandt werden, um die Choroidea zu untersuchen, alte Konzepte darüber und über ihre Physiologie wieder überprüft, und einige werden sich ändern oder den Weg für gänzlich neue Konzepte freigeben. Glücklicherweise können manche Ansätze, Choroidea-Angiogramme zu analysieren, wie das oben beschriebene Subtraktionsverfahren der Erfindung sowohl für die klinische Forschung bei Tieren als auch bei Menschen mit vollständiger Sicherheit angewendet werden, was eventuell ein besseres Verständnis der Choroidea-Durchblutung bei Gesundheit und Krankheit beschleunigt.ICG fluorescence angiography becomes gradual frequently used by both researchers and clinicians to complete the choroidal circulation to investigate. Naturally when such new tools come in a variety of new ways can be applied to examine the choroid, old concepts about that and over her physiology checked again, and some will change or the way for completely release new concepts. Fortunately can some approaches, To analyze choroidal angiograms, as described above Subtraction method of the invention for both clinical research Animals as well as in people with complete safety what may be a better understanding of the choroidal circulation accelerated in health and illness.

ICG-Fluoreszenzangiographie wird bei der Diagnose und der Behandlung von ARMD verwendet; jedoch ergibt sich, wie oben bemerkt, die Schwierigkeit bei dem Versuch, Choroidea-Neovaskularisation (CNV) genau zu vermessen. Die Erfindung besteht in der Erkenntnis, dass Fluoreszenz, die von einem Farbstoffmolekül herstammt, Informationen über die Prozesse beinhaltet, die innerhalb des Moleküls während der Zeit zwischen Anregung und Emission von Licht durch das Molekül stattfinden. Darüber hinaus kann Fluoreszenz von Molekülen durch die Charakteristika der Subtanzen beeinflusst werden, an die das Molekül gebunden ist, und durch den Charakter der Bindung, die entstanden ist.ICG fluorescence angiography is used in the diagnosis and treatment of ARMD; however As noted above, the difficulty in trying to Choroid neovascularization (CNV) accurately measured. The invention is the recognition that fluorescence originating from a dye molecule information about The processes involved within the molecule during the time between stimulation and Emission of light by the molecule take place. Furthermore can fluorescence of molecules are influenced by the characteristics of the substances to which the molecule is bound, and by the nature of the bond that emerged is.

Zum Beispiel kann sich im Fall von ICG-Farbstoff in der Vaskulatur eines Auges, das CNV enthält, der Farbstoff mit größerer Affinität an das neovaskuläre Endothel binden als an ein bereits bestehendes Endothel. In einem solchen Fall kann Fluoreszenz, die von derartig gebundenen Farbstoffmolekülen herstammt, im wesentlichen unterschiedlich zu der Fluoreszenz sein, die mit ICG-Farbstoffmolekülen verbunden ist, die an andere Arten von Proteinen in der Cirrusflüssigkeit (Cirrus Fluid) gebunden sein können, oder zu ICG-Fluoreszenzlicht, das lediglich aufgrund der Anwesenheit von Proteinmolekülen innerhalb der Cirrusflüssigkeit gestreut wird. Bei beiden Vorkommnissen ist Ellipsometrie ein sachgemäßes Werkzeug, die Visualisierung von CNV zu verbessern.For example, in the case of ICG dye in the vasculature of an eye containing CNV, the dye with greater affinity may bind to the neovascular endothelium than to an already existing endothelium. In such a case, fluorescence derived from such bound dye molecules may be substantially different from the fluorescence associated with ICG dye molecules that may be bound to other types of proteins in the cirrus fluid (Cirrus fluid) or to ICG -Fluoreszenzlicht, which is only scattered due to the presence of protein molecules within the cirrus fluid. In both cases, ellipsometry is a proper tool to improve the visualization of CNV.

Die Erfindung ist dann, wie in 6 gezeigt, eine modifizierte Funduskamera 22 mit einem Polarisationsfilter 24 vor der Anregungslichtquelle 26 und einem analysierenden Polarisator 28 vor der Videokamera 30. ICG-Farbstoff verursacht einen hohen Grad an polarisierter Eignung, und eine Rotation des Analysatorfilters resultiert darin, dass die Fluoreszenz aus der Cirrusflüssigkeit in dem Ausmaß unterdrückt wird, dass die darunter liegende CNV besser visualisiert werden kann. Dieses besondere Verfahren beeinflusst die unbearbeiteten, rohen angiographischen Bilder dahingehend, dass es den Signal-Rausch-Gehalt der individuellen angiographischen Bilder verbessert; anschließend resultieren die subtrahierten Rohbilder in einem klareren resultierenden Bild.The invention is then as in 6 shown a modified fundus camera 22 with a polarizing filter 24 in front of the excitation light source 26 and an analyzing polarizer 28 in front of the video camera 30 , ICG dye causes a high degree of polarized suitability and rotation of the analyzer filter results in the suppression of fluorescence from the cirrus fluid to the extent that the underlying CNV can be better visualized. This particular technique affects unprocessed, raw angiographic images to improve the signal-to-noise content of the individual angiographic images; then the subtracted raw images result in a clearer resulting image.

Wenn eine abweichende vaskuläre Struktur wie etwa CNV eindeutig abgegrenzt ist, kann sie unter Verwendung einer Laser-Photokoagulationstherapie behandelt werden; jedoch erfordert es, wie oben angemerkt, ein einwandfreies Ausrichten des Lasers, dass ein ICG-Angiogramm und eine Retina-Photographie oder ein Retina-Fluorescein-Angiogramm überlagert werden. Diese Erfindung resultiert aus der üblichen Praxis, eine Fluorescein-Angiographie vor Durchführen einer ICG-Angiographie durchzuführen, indem sie von der Tatsache Verwendung macht, dass der Fluoresceinfarbstoff der Retina für relativ lange Zeitperioden innerhalb der Vaskulatur verbleibt (für mehr als eine Stunde). Daher kann, wenn jemand eine ICG-Funduskamera derartig konfiguriert, dass während des Ablaufs eines Erhaltens von ICG-Angiogrammen ein Fluorescein-Angiogramm erhalten werden kann (innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde des Erhaltens eines vorhergehenden und darauffolgenden ICG-Angiogramms), keine signifikante Bewegung des Auges stattfindet. Dies bedeutet, dass das dazwischen kommende Fluorescein-Angiogramm definitionsgemäß präzise zusammen mit den ICG-Angiogrammen aufgezeichnet würde.If a deviant vascular Structure such as CNV is clearly delineated, it can be using be treated by a laser photocoagulation therapy; however, it requires As noted above, proper alignment of the laser superimposed on an ICG angiogram and a retinal photograph or a retina fluorescein angiogram become. This invention results from common practice, fluorescein angiography before performing perform an ICG angiography by she makes use of the fact that the fluorescein dye the retina for remains relatively long periods within the vasculature (for more than one hour). Therefore, if someone configures an ICG fundus camera in this way, that while the course of obtaining ICG angiograms a fluorescein angiogram can be obtained (within fractions of a second of Obtaining a previous and subsequent ICG angiogram), no significant movement of the eye takes place. This means, that the intervening fluorescein angiogram is by definition precisely related recorded with the ICG angiograms.

Wie in 7 gezeigt, verwendet die Erfindung eine ICG-Funduskamera 32, die eine integrierende Kugel 34 hat, die mit Lichtquellen zur Anregung der ICG-Farbstoff-Fluoreszenz gekoppelt ist, und die als ein Bild empfangendes Mittel eine durchschaltbare Videokamera 36 verwendet (vorzugsweise CCD), um die angiographischen Bilder zu erfassen. Eine Lichteinspeisung in die integrierende Kugel erfolgt über zwei Glasfaserkabel 38, 40, von denen jedes mit einer von zwei Lichtquellen 42, 44 verbunden ist; die Ausgabe einer Quelle 42 erfolgt bei der Wellenlänge, die benötigt wird, um Farbstoffe aus Natriumderivaten von Fluorescein anzuregen (480 nm), und die Ausgabe der anderen Quelle 44 zur Anregung von ICG-Farbstoff (805 nm).As in 7 As shown, the invention uses an ICG fundus camera 32 that is an integrating sphere 34 which is coupled to light sources for excitation of ICG dye fluorescence, and the image receiving means is a switchable video camera 36 used (preferably CCD) to capture the angiographic images. A light feed into the integrating sphere via two fiber optic cables 38 . 40 , each with one of two light sources 42 . 44 connected is; the output of a source 42 occurs at the wavelength needed to excite dyes from sodium derivatives of fluorescein (480 nm), and the output from the other source 44 for excitation of ICG dye (805 nm).

Wenn der ICG-Farbstoff durch den Choroidea-Kreislauf hindurchgeht, nimmt die durchgeschaltete Videokamera 36 Bilder des ICG-Farbstoffes auf indem sie die 805 nm-Laserquelle 44 dazu bringt, in Synchronität mit der Videokamera 36 auszulösen. Sachgemäße Programmierungen der Kamera und Lichtquellen sind derartig konfiguriert, dass bei regelmäßigen Intervallen (z. B. jedem achten Bild) die 480 nm-Quelle 42 ausgelöst wird, und gleichzeitig ein sachgemäßer Wechsel des Barrierefilters 46 vor der Videokamera durchgeführt wird.When the ICG dye passes through the Choroidea circuit, the video camera goes through 36 Images of the ICG dye by exposing the 805 nm laser source 44 brings in sync with the video camera 36 trigger. Proper programming of the camera and light sources are configured so that at regular intervals (eg every eighth frame) the 480 nm source 42 is triggered, and at the same time a proper change of the barrier filter 46 in front of the video camera.

Um das Beispiel mit jedem achten Vollbild zu verwenden, wird die Barrierefilterkette implementiert, indem lediglich eine rotierende Scheibe, die acht Filter enthält, vor der Videokamera platziert wird. Dieses Filterrad dreht sich derart in Synchronität mit den Kameraauslösungen, dass jedes achte Vollbild einer Positionierung des Fluorescein- Barrierefilters vor der Kamera entspricht. Daher bietet die Erfindung die Eignung, Angiogramme präzise zu überlagern, die vom Chirurgen benötigt werden, um einen Laser-Photokoagulationsstrahl genau auszurichten.Around To use the example with every eighth frame becomes the barrier filter chain implemented by only one rotating disk, the eight Contains filter, is placed in front of the video camera. This filter wheel is turning so in synchrony with the camera releases, that every eighth frame before a positioning of the fluorescein barrier filter before corresponds to the camera. Therefore, the invention offers the ability to angiograms precise to overlay, needed by the surgeon become a laser photocoagulation beam to align exactly.

Claims

Apparatus for providing angiograms of an eye, comprising: - a fundus camera ( 32 ) for taking angiographic images of the eye; - an integrating sphere ( 34 ) connected to the fundus camera; A light source ( 44 ) which is connected by a fiber optic cable to the integrating sphere and operates to excite a first dye; and - a means ( 36 ) for receiving the angiographic images of the eye from the fundus camera; characterized by - a second light source ( 42 ) which is also connected by a fiber optic cable to the integrating sphere and operates at a different wavelength to excite a second dye, whereby the first and second light sources cause each dye to emit a different fluorescence; A filter agent ( 46 ) between the body of the fundus camera and the receiving means, the filtering means including at least two filters, a first filter for relaying the fluorescence from the first dye and a second filter for relaying the fluorescence from the second dye; and means for positioning the first and second filters alternately and synchronously with the firing of the light sources and the firing of the receiving means to capture various angiograms thereby superposing the angiograms the.

Device according to claim 1, wherein the light sources comprise a first laser ( 44 ) and a second laser ( 42 ).

Device according to claim 1, wherein the first laser ( 44 ) a wavelength of 805 nm and the second laser ( 42 ) has a wavelength of 480 nm.

Device according to claim 1, wherein the light sources a laser and a shuttered, filtered bulb include.

Device according to claim 1, wherein the receiving means ( 36 ) comprises a switchable video camera.

Device according to claim 1, wherein the receiving means ( 36 ) comprises a charge-coupled device.

Device according to claim 1, wherein the filter means ( 46 ) comprises a rotating barrier filter wheel.