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29. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

21.09. - 23.09.2012, Bonn

Hyperspektrales Imaging der Kehlkopfschleimhaut

Vortrag

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  • corresponding author Andreas Gerstner - Klinik und Poliklinik für HNO-Heilkunde, Chirurgie, Universität Bonn, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 29. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP). Bonn, 21.-23.09.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. Doc12dgppHV8

DOI: 10.3205/12dgpp98, URN: urn:nbn:de:0183-12dgpp985

Published: September 6, 2012

© 2012 Gerstner.
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Zusammenfassung

Hintergrund: Das Hyperspectral Imaging hat sich in der satellitengestützten Erdfernerkundung z.B. für die Klassifikation der Vegetation bewährt. Hierbei wird mit dem kompletten Sonnenlicht als Anregung gearbeitet und das von der Erdoberfläche reflektierte Licht in einzelne Spektralbanden aufgetrennt und gemessen. Auf diese Weise kann der Zustand ganzer Ökosysteme, (z.B. Algenbefall in Gewässern), aber auch der Reifegrad von Nutzpflanzen oder das Vorkommen oberflächennaher Bodenschätze kontaktfrei bestimmt werden. Grundlage ist die Anwendung validierter Referenzspektren. In analoger Weise kann mit diesem Verfahren die kontaktfreie in vivo-Analyse des Larynx erfolgen.

Material & Methoden: Um die aufwändige Auftrennung der Reflexion in einzelne Spektralbanden zu vermeiden, nehmen wir neben einer Weißlicht-MLS die Laryngoskopie mit einem Operationsmikroskop vor, das wir mit einem verstellbaren Monochromator als Lichtquelle und einer synchron getriggerten monochromatischen CCD-Kamera ausgestattet haben. Außerdem setzen wir ein gleichartig modifiziertes starres 0°-Endoskop ein. Wir gewinnen jeweils hyperspektrale Bildstapel von 390 nm bis 680 nm, die rechnergestützt ausgewertet werden.

Ergebnisse: Die hyperspektralen Bildstapel können unabhängig von der genauen Weise ihrer Erstellung mit den in der Erdfernerkundung bewährten Software-Anwendungen ausgewertet werden. Ohne weitere externe Informationseingabe werden alterierte Areale markiert. Es lassen sich spektrale Signaturen einzelner Läsionen extrahieren und auf andere Bildstapel transferieren, wo sie gleichartige Veränderungen detektieren.

Schlussfolgerung: Das Prinzip des Hyperspectral Imaging lässt sich auf die Klassifikation der Kehlkopfschleimhaut sowohl mittels Mikro(laryngo)skopie, als auch mittels starrer Endoskopie übertragen. Sobald eine ausreichend große Bibliothek validierter spektraler Signaturen generiert wurde, besteht damit die Möglichkeit zur kontaktfreien Klassifikation von Schleimhautveränderungen, wie sie im klinischen Alltag von höchster Relevanz ist (z.B. Unterscheidung zwischen Narbe und Rezidiv). Diese Methodik steht über Mikroskop und starrem Endoskop bereits jetzt für verschiedene klinisch relevante Regionen zur Verfügung (z.B. oberer Aerodigestivtrakt). Bei Adaptation auf flexible Optiken wird sich dieses Feld noch erweitern.