DE102022106599A1

DE102022106599A1 - Verfahren zur identifizierung der zusammensetzung eines anatomischen ziels

Info

Publication number: DE102022106599A1
Application number: DE102022106599.5A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Polejaev
Original assignee: Gyrus ACMI Inc
Current assignee: Gyrus ACMI Inc
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2022-03-21
Publication date: 2022-10-06
Also published as: JP2022159109A; CN115200706A; US20220313062A1

Abstract

Es werden Verfahren zur Kalibrierung eines optischen Sensorsystems eines Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren umfassen: Empfangen von Licht an einem optischen Sensor des optischen Sensorsystems von einem Referenzziel, Bestimmen einer ersten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen, Bestimmen, ob eine erste spektrale Intensität, die mit einer ersten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, einen ersten Schwellenwert verletzt, Einstellen einer Belichtungsdauer oder Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge, um die Verletzung zu korrigieren, und Wiederholen für mehrere Wellenlängen in dem Bereich. Nach der Kalibrierung kann das optische System die Zusammensetzung von Zielen, wie z. B. anatomische Ziele, die während medizinischer Verfahren, wie z. B. bei der Endoskopie, Laparoskopie oder Ureteroskopie, angetroffen werden, effizienter identifizieren, insbesondere wenn solche Ziele mit einer Breitbandbeleuchtungsquelle beleuchtet werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/200,887 , eingereicht am 1. April 2021, deren Inhalt durch Bezugnahme in vollem Umfang in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Identifizierung von Zielobjekten und insbesondere auf Techniken zur Optimierung eines Systems zur optischen Erfassung einer Zusammensetzung.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Medizinische Sichtgeräte ermöglichen es dem Benutzer, verborgene Bereiche eines Patienten zu untersuchen. Sichtgeräte für die visuelle Inspektion bestimmter innerer Bereiche eines Patienten, wie z. B. Endoskope und Laparoskope, wurden erstmals in den frühen 1800er Jahren entwickelt und zur Inspektion des Körperinneren verwendet. Ein typisches medizinisches Sichtgerät besteht aus einem distalen Ende, das ein optisches oder elektronisches Bildgebungssystem enthält, und einem proximalen Ende mit Bedienelementen für die Handhabung der Werkzeuge und Geräte zur Bildbetrachtung, wobei ein massiver oder röhrenförmiger länglicher Schaft die Enden verbindet. Einige medizinische Sichtgeräte ermöglichen es dem Arzt, Werkzeuge oder Behandlungsmittel durch einen hohlen Kanal zu führen, um z. B. Gewebe zu resezieren oder Gegenstände zu entnehmen
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Es werden Verfahren zur Kalibrierung eines optischen Sensorsystems für ein System zur Identifizierung von Zusammensetzungen bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren Folgendes umfassen: Empfangen von Licht von einem Referenzziel an einem optischen Sensor des optischen Sensorsystems, Bestimmen einer ersten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen, Bestimmen, ob eine erste spektrale Intensität, die mit einer ersten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, einen ersten Schwellenwert verletzt, Einstellen einer Belichtungsdauer oder Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge, um die Verletzung zu korrigieren, und Wiederholen für mehrere Wellenlängen in dem Bereich. Nach der Kalibrierung kann das optische System die Zusammensetzung von Zielen, wie z. B. anatomische Ziele, die bei medizinischen Verfahren, wie z. B. bei der Endoskopie, Laparoskopie oder Ureteroskopie, angetroffen werden, effizienter identifizieren, insbesondere wenn solche Ziele mit einer BreitbandBeleuchtungsquelle beleuchtet werden.
Dieser Abschnitt soll einen Überblick über den Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung geben. Es ist nicht beabsichtigt, eine exklusive oder erschöpfende Erklärung der Erfindung zu geben. Die detaillierte Beschreibung dient dazu, weitere Informationen über die vorliegende Patentanmeldung bereitzustellen.
Figurenliste

1 zeigt allgemein ein Beispiel für ein System zur Identifizierung von Zusammensetzungen gemäß dem vorliegenden Gegenstand.
2 zeigt allgemein eine Spektraldarstellung, die von einem optischen System eines beispielhaften Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen erzeugt wird.
3 illustriert grafisch die Programmierung von Parametern für ein optisches Sensorsystem eines Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen, um die Erfassung und Analyse von reflektiertem Licht über einen breiten Wellenlängenbereich zu ermöglichen.
4 zeigt ein allgemeines Beispiel für die Darstellung von Spektralinformationen eines flachen weißen Referenzobjekts, das von einem optischen System erzeugt wird, das gemäß dem vorliegenden Gegenstand eingerichtet ist.
5 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zur Kalibrierung eines Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen gemäß dem vorliegenden Gegenstand.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Bildsystem kann die visuelle Überprüfung eines anatomischen Ziels ermöglichen. Hochentwickelte Bildsysteme können die Erkennung einer spektralen Antwort des vom anatomischen Ziel reflektierten Beleuchtungslichts ermöglichen. Solche spektralen Informationen können verwendet werden, um die Zusammensetzung des anatomischen Ziels zu identifizieren, was die Wirksamkeit bestimmter Verfahren unterstützen kann. Ein Bild- oder optisches System, das eine zeitnahe, automatische Identifizierung der Zusammensetzung ermöglicht, kann jedoch umfangreiche Bibliotheken mit Referenzinformationen erfordern, da die Auswirkungen des Beleuchtungslichts, der Optik und des Bild- oder optischen Sensors die resultierenden Spektralinformationen beeinflussen können.
Ein medizinisches Sichtgerät kann einen Blick auf ein anatomisches Ziel eines Patienten ermöglichen. Solche medizinischen Sichtgeräte können unter anderem Endoskope, Laparoskope und andere Arten von Sichtgeräten sein, die für diagnostische und therapeutische Verfahren verwendet werden. Während eines Eingriffs mit einem medizinischen Sichtgerät kann ein Arzt die Position des Endes des Sichtgeräts steuern, um ein anatomisches Ziel zu betrachten. Unabhängig davon, ob es sich um ein diagnostisches oder therapeutisches Verfahren handelt, kann die Zusammensetzung des anatomischen Ziels zusätzliche Informationen liefern, die der Effizienz und Wirksamkeit vieler Verfahren zugute kommen können. Die Spektralanalyse ist eine Methode zum Nachweis der Zusammensetzung eines anatomischen Ziels. Ein solches Verfahren kann die Beleuchtung des Ziels mit Licht und die Erfassung des vom Ziel reflektierten Lichts mit einem optischen Sensor umfassen. Der optische Sensor kann spektrale Informationen über das reflektierte Licht und damit auch spektrale Informationen über das Ziel liefern, z. B. welche Wellenlängen des reflektierten Lichts von der Zusammensetzung des Ziels betroffen sind. Im Allgemeinen können die Effizienz und die Genauigkeit der Bestimmung der Zusammensetzung mit einem breiteren Spektrum des Beleuchtungslichts verbessert werden.
Die Genauigkeit der Bestimmung der Zusammensetzung des Zielobjekts anhand der aus dem reflektierten Licht abgeleiteten Spektralinformationen kann von einer Reihe von Faktoren abhängen, unter anderem von der Breite des Spektrums und der Intensität des Lichts, das das Zielobjekt beleuchtet, von der Optik, die das Licht zum und vom Zielobjekt leitet, und von der Konfiguration des optischen Sensors. Daher können herkömmliche Systeme, die versuchen, die Zusammensetzung eines Ziels automatisch zu identifizieren, eine umfangreiche Bibliothek von Referenzinformationen erfordern, da jede Komponente des Systems (z. B. Beleuchtungsquelle, Optik, optischer Sensor) die Interpretation der vom System für ein beliebiges Ziel erzeugten Spektralinformationen beeinflussen kann. Der vorliegende Gegenstand bietet Techniken zur Verwendung einer BreitbandBeleuchtungsquelle und -Optik, um spektrale Breitband-Informationen über die Zusammensetzung eines anatomischen Ziels zu liefern. Die Techniken passen die Betriebsbedingungen eines optischen Sensorsystems an, um das Spektrum der Beleuchtungsquelle und die Auswirkungen der Optik auf der Grundlage eines Referenzziels zu normalisieren. Beim Empfang von Licht, das von einem Ziel reflektiert wird, liefern die spektralen Unterschiede zwischen dem normalisierten Spektrum und den spektralen Informationen, die von der reflektierten Beleuchtung des Ziels abgeleitet werden, Breitbandinformationen über die Zusammensetzung des Ziels. Folglich können die Techniken die Normalisierung der spektralen Effekte vieler Komponenten und die Kombination solcher Komponenten ermöglichen, so dass eine kleinere Referenzbibliothek von spektralen Informationen verwendet werden kann, um die Zusammensetzung eines Ziels während eines Verfahrens, wie z. B. eines endoskopischen oder laparoskopischen Ablationsverfahrens, zeitnah und genau zu identifizieren.
1 zeigt allgemein ein Beispiel für ein System 100 zur Identifizierung von Zusammensetzungen im Sinne des vorliegenden Gegenstands. Das System 100 zur Identifizierung von Zusammensetzungen kann eine Beleuchtungsquelle 101, Optiken 102, 103, 104, 105, 106 und ein optisches Sensorsystem 110 umfassen. In bestimmten Beispielen kann die Beleuchtungsquelle 101 mehrere Beleuchtungsquellen und ein Steuergerät umfassen. In einigen Beispielen kann die Beleuchtungsquelle 101 Licht mit einem breiten Wellenlängenbereich (I(Amin, Amax)) bereitstellen. In einigen Beispielen kann der breite Wellenlängenbereich das sichtbare Lichtspektrum umfassen (z. B. etwa 400 Nanometer (nm) Wellenlänge bis etwa 700 nm Wellenlänge). In einigen Beispielen kann der Wellenlängenbereich des Lichts aus der Beleuchtungsquelle 101 neben dem sichtbaren Wellenlängenbereich auch Infrarot- oder Ultraviolett-Wellenlängen umfassen. Das breite Lichtspektrum der Beleuchtungsquelle 101 kann mehr spektrale Informationen über die Zusammensetzung eines Zielobjekts 108 liefern als einige wenige Lichtstrahlen mit schmalem Spektrum, die beispielsweise von Laserlichtquellen oder anderen Beleuchtungsquellen mit schmaler Wellenlänge ausgesandt werden.
Die Optiken 102, 103, 104, 105, 106 können das Licht der Beleuchtungsquelle 101 auf das Ziel 108 lenken und das vom Ziel 108 reflektierte Licht auf das optische Sensorsystem 110 lenken und trennen. In bestimmten Beispielen kann die Optik eine oder mehrere Linsen 102, 103, 104 einschließlich Fokussierlinsen und Kollationslinsen umfassen. Die Optik kann auch Spiegel, Strahlenteiler 106, optische Fasern, optische Kabel usw. umfassen. In einigen Beispielen kann die Optik die optischen Pfade eines medizinischen Sichtgeräts 105 umfassen, wie z. B. die optischen Pfade eines Endoskops oder Laparoskops. Eine oder mehrere Komponenten der Optik können das Spektrum des Lichts beeinflussen, das durch die optische Komponente geleitet oder geführt wird. Die spektralen Auswirkungen der einzelnen optischen Komponenten können als Funktion (A_i(λ)) der Wellenlänge dargestellt werden, wobei „i“ die optische Komponente bezeichnet. Solche spektralen Effekte stellen in der Regel die Abschwächung einer bestimmten Wellenlänge dar, aber der vorliegende Gegenstand ist nicht so beschränkt. In bestimmten Beispielen können die vorliegenden Techniken dabei helfen, spektrale Effekte entweder des Beleuchtungslichts 101 oder der Optiken 102-106 zu kompensieren.
Das optische Sensorsystem 110 kann einen optischen Sensor 112 und eine Steuerung 114 umfassen. Der optische Sensor 112 kann das vom Ziel reflektierte Licht empfangen. Der optische Sensor kann eine Anordnung lichtempfindlicher Elemente enthalten, die als Pixel bezeichnet werden können oder die ein Pixel innerhalb des Sichtfeldes des optischen Sensors definieren. Die Steuerung 114 kann die Verstärkung (k) und die Belichtungsdauer (τ_exp) der Elemente des optischen Sensors 112 steuern, Signale vom optischen Sensor 112 empfangen und Spektralinformationen des reflektierten Lichts zur Analyse der Zusammensetzung des Ziels 108 bereitstellen. Die Steuerung kann viele verschiedene Formen annehmen, z. B. als Teil des optischen Sensors, getrennt vom optischen Sensor, in einem Netzwerk, als Cloud-Computing-Ressource oder als Kombination davon. Zur Kalibrierung kann das Ziel ein Weißstandard sein, so dass das am optischen Sensor empfangene Signal (S) wie folgt dargestellt werden kann: $S (λ_{m i n} λ_{m a x}) = \prod_{i = 1}^{4} A_{i} * A_{t a r g e t} * I (λ_{m i n}, λ_{m a x})$
2 zeigt im Allgemeinen eine Spektraldarstellung, die von einem optischen System eines beispielhaften Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen erzeugt wurde. Die Spektraldarstellung kann Licht darstellen, das von einem Referenzziel, z. B. einem flachen weißen Referenzziel, reflektiert wird, das von einer Beleuchtungsquelle eines beispielhaften Systems zur Identifizierung der Zusammensetzung beleuchtet wird. Die vertikale Achse liefert Werte der spektralen Intensität und die horizontale Achse liefert Wellenlängen zwischen und nahe den Wellenlängen (λ_min, λ_max) der Beleuchtungsquelle. Die Spektraldarstellung zeigt an, dass das optische System nicht mit einer oder mehreren der Optiken des Beispielsystems zur Identifizierung von Zusammensetzungen oder mit der Beleuchtungsquelle des Beispielsystems zur Identifizierung von Zusammensetzungen eingerichtet wurde. So sind beispielsweise Intensitätssättigungen bestimmter Wellenlängen oberhalb eines ersten Schwellenwerts (I_MAX) und sehr geringe Intensitäten bestimmter Wellenlängen unterhalb eines zweiten Schwellenwerts (I_MIN) Hinweise darauf, dass das optische System nicht optimal konfiguriert wurde. Darüber hinaus sind die mit der Sättigung und der sehr geringen Intensität verbundenen Wellenlängen, sofern sie nicht kompensiert werden, im Allgemeinen von geringem Wert für die Identifizierung der Zusammensetzung eines Ziels. Die nicht kompensierten Spektralinformationen 220 lassen daher nur einige wenige Wellenlängenbänder zur Identifizierung der Zusammensetzung eines Ziels zu. Da es sich bei dem zur Erzeugung des Spektraldiagramms in 2 verwendeten Zielobjekt um ein flaches, weißes Referenzobjekt handelt, ist davon auszugehen, dass die nutzbaren Spektralbänder bei dem Versuch, ein anatomisches Zielobjekt zu identifizieren, reduziert werden, da das Zielobjekt höchstwahrscheinlich weder flach ist noch denselben Weißton hat wie das Referenzobjekt und bestimmte Wellenlängen streuen und absorbieren kann, wodurch die Intensität der reflektierten Beleuchtung dieser Wellenlängen verringert wird.
3 veranschaulicht grafisch die Programmierung von Parametern für ein beispielhaftes optisches Sensorsystem eines Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen, das die Erfassung und Analyse von reflektiertem Licht über einen breiten Wellenlängenbereich ermöglicht. Die vertikale Achse ist ein Koeffizientenwert, der ein Produkt aus Verstärkung (k) und Belichtungsdauer (τ_exp) darstellt. Die horizontale Achse ist die Wellenlänge (A). Der Koeffizientenwert (k * τ_exp) für jede Wellenlänge dient dazu, die Verstärkung (k) oder die Belichtungsdauer (τ_exp) bestimmter Elemente des optischen Sensors so anzupassen, dass die vom System in Reaktion auf ein Referenzziel gelieferten Spektralinformationen normalisiert werden. Während der Kalibrierung können unkompensierte Intensitäten von Wellenlängen, die den optischen Sensor sättigen, durch Verringerung der Verstärkung (k) dieser Wellenlänge und/oder durch Verringerung der Belichtungsdauer (τ_exp) kompensiert werden. Ebenfalls während der Kalibrierung können unkompensierte Intensitäten von Wellenlängen, die unter einem minimalen Schwellenwert (I_MIN) des optischen Sensors liegen, durch Erhöhung der Verstärkung (k) dieser Wellenlänge und/oder durch Verlängerung der Belichtungsdauer (τ_exp) kompensiert werden. Im gezeigten Beispiel sind die grafisch dargestellten Koeffizientenwerte (k * τ_exp) so ausgelegt, dass sie eine geglättete spektrale Antwort des Systems von 2 bewirken, wenn das System das flache weiße Referenzziel beleuchtet und das von ihm reflektierte Licht erfasst. Die geglättete Antwort kann so festgelegt werden, dass jede Wellenlängenintensität über den gesamten Wellenlängenbereich innerhalb eines engen Bereichs nützlicher Intensitäten bleibt, zum Beispiel zwischen I_MAX und I_MIN. In bestimmten Beispielen kann die geglättete Antwort so festgelegt werden, dass jede Wellenlängenintensität über den Wellenlängenbereich innerhalb eines engen Intensitätsbereichs bleibt, der etwa in der Mitte zwischen der maximalen Nutzintensität (z. B. I_MAX) des optischen Sensors und der minimalen Nutzintensität (z. B. I_MIN) des optischen Sensors liegt. In bestimmten Beispielen kann der enge Intensitätsbereich weniger als 50 Prozent des Nutzbereichs des optischen Sensors, weniger als 40 Prozent des Nutzbereichs des optischen Sensors, weniger als 30 Prozent des Nutzbereichs des optischen Sensors, weniger als 20 Prozent des Nutzbereichs des optischen Sensors, weniger als 10 Prozent des Nutzbereichs des optischen Sensors, weniger als 5 Prozent des Nutzbereichs des optischen Sensors, weniger als 2 Prozent des Nutzbereichs des optischen Sensors oder weniger als 1 Prozent des Nutzbereichs des optischen Sensors betragen.
In bestimmten Beispielen kann die Änderung der Verstärkung und der Belichtungsdauer als kalibriert angesehen werden, wenn die spektrale Intensität des vom weißen Referenzziel reflektierten Lichts etwa die Hälfte des oberen Intensitätsschwellenwerts (z. B. I_MAX /2) beträgt. 4 zeigt ein allgemeines Beispiel für die Darstellung der spektralen Informationen eines flachen weißen Referenzziels, das von einem optischen System erzeugt wurde, das gemäß dem vorliegenden Gegenstand konfiguriert ist. Die vertikale Achse zeigt die Werte der Signalstärke und die horizontale Achse die Wellenlängen der Beleuchtungsquelle oder deren Nähe.
Nachdem das System eingestellt ist und eine relativ flache spektrale Antwort über einen Bereich von Wellenlängen des von einem hoch reflektierenden und im Wesentlichen verlustfreien Referenzziel reflektierten Lichts liefern kann (z. B. ein flaches, weißes Referenzziel), kann das System es ermöglichen, dass das gesamte Spektrum zur Identifizierung von Zusammensetzungsmerkmalen anatomischer Ziele verwendet wird, die z. B. während endoskopischer oder laparoskopischer Verfahren auftreten. Die Möglichkeit, das gesamte Spektrum der Beleuchtungsquelle zu nutzen, kann eine genauere Identifizierung der Zusammensetzung ermöglichen als die Nutzung nur von Teilen des Beleuchtungsspektrums, wie es bei herkömmlichen Methoden der Fall ist.
5 zeigt ein allgemeines Beispiel für ein Verfahren zur Kalibrierung eines Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen gemäß dem vorliegenden Gegenstand. Bei 501 kann ein optischer Sensor des Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen Licht von einem Referenzziel empfangen, wie z. B. reflektiertes Licht von einem flachen, weißen Referenzziel. Bei 503 kann eine Steuerung des Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen eine erste spektrale Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen auf der Grundlage eines Signals vom optischen Sensor bestimmen. Bei 505 kann die Steuerung feststellen, ob eine erste spektrale Intensität, die mit einer ersten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, unter einem ersten Schwellenwert liegt. Bei 507 kann die Steuerung eine Belichtungsdauer des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt, erhöhen. Die Erhöhung der Belichtung kann mehr spektrale Intensität für die entsprechende Wellenlänge des Lichts liefern und zusätzliche Informationen zur Unterstützung bei der Identifizierung der Zusammensetzung eines tatsächlichen Ziels hinzufügen.
In einigen Beispielen kann die Steuerung eine Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf die Feststellung erhöhen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt. In einigen Beispielen kann die Steuerung eine Belichtungsdauer und eine Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge erhöhen, wenn festgestellt wird, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt. In einigen Beispielen kann die Steuerung diese Wellenlänge ignorieren, wenn das Licht der Beleuchtungsquelle bei einer Wellenlänge zu schwach ist oder die Optik bei dieser Wellenlänge erheblich Energie absorbiert.
In bestimmten Beispielen kann die Steuerung, wenn sie feststellt, dass eine zweite spektrale Intensität, die mit einer zweiten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, über einem zweiten Schwellenwert liegt, eine Verstärkung des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge verringern. Durch die Verringerung der Verstärkung kann die spektrale Intensität für die entsprechende Wellenlänge des Lichts gesenkt werden, so dass der optische Sensor nicht gesättigt ist und zusätzliche Informationen zur Unterstützung bei der Identifizierung der Zusammensetzung eines tatsächlichen Ziels hinzufügen kann. In bestimmten Beispielen kann die Steuerung, wenn sie feststellt, dass eine zweite spektrale Intensität, die mit einer zweiten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, über einem zweiten Schwellenwert liegt, eine Belichtungsdauer des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge verringern. In bestimmten Beispielen kann die Steuerung, wenn sie feststellt, dass eine zweite spektrale Intensität, die mit einer zweiten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, über einem zweiten Schwellenwert liegt, eine Verstärkung und eine Belichtungsdauer des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge verringern.
Eine vollständige Kalibrierung kann die Wiederholung des oben beschriebenen Verfahrens für mehrere Wellenlängen im gesamten Wellenlängenbereich umfassen. Nach der Kalibrierung des gesamten Spektrums der über den optischen Sensor verfügbaren Wellenlängen kann das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen verwendet werden, um spektrale Informationen des von einem anatomischen Ziel reflektierten Lichts zu erzeugen, und es kann die mit den kompensierten Verstärkungen und Belichtungsdauern erzeugten spektralen Intensitätsinformationen verwenden, um die Zusammensetzung des anatomischen Ziels zu identifizieren. In einigen Beispielen können die mit der kalibrierten Steuerung und dem optischen Sensor erzeugten Spektralinformationen des anatomischen Ziels von der Steuerung mit Spektralinformationen bekannter Substanzen verglichen werden, um die Zusammensetzung des anatomischen Ziels zu identifizieren. Da die Spektralinformationen auf einer Basiskonfiguration beruhen, die die spektralen Auswirkungen der Beleuchtungsquelle und der Optik minimiert, kann die Bibliothek der Spektralinformationen für bekannte Substanzen erheblich reduziert werden. Außerdem kann die geringere Anzahl von Bibliotheksvergleichen zu einer schnelleren Identifizierung der Zusammensetzung führen.
Dementsprechend kann für jede bestimmte Wellenlänge, die für das optische System kalibriert wird, die Belichtungszeit und/oder die Verstärkung des optischen Sensorsystems (z. B. des Spektrometers) erhöht werden, um die optische Verzerrung im optischen System zu berücksichtigen, die zu einer spektralen Intensität führt, die unter einem gewünschten Wert liegt. Außerdem kann für jede bestimmte Wellenlänge, die für das optische System kalibriert wird, die Belichtungszeit und/oder die Verstärkung des optischen Sensorsystems verringert werden, um die optische Verzerrung im optischen System zu berücksichtigen, die zu einer spektralen Intensität führt, die über einem gewünschten Wert liegt. Auf diese Weise können Belichtungszeit und/oder Verstärkung des optischen Sensorsystems während der Kalibrierung (z. B. wenn das einfallende Licht auf ein reflektierendes und weitgehend verlustfreies Kalibrierungsziel fällt) nach oben angepasst werden, um optische Signale mit geringer Intensität bei bestimmten Wellenlängen zu kompensieren, und nach unten angepasst werden, um optische Signale mit hoher Intensität bei bestimmten Wellenlängen zu kompensieren, um letztendlich das optische Sensorsystem (z. B. das Spektrometer) zu kalibrieren. Diese Aufwärts- oder Abwärtskorrekturen der Verstärkung und/oder Belichtung über einen Bereich von Lichtquellenwellenlängen ermöglichen es, dass optische Signale nach der Kalibrierung am Spektrometer oder einem anderen optischen Sensorsystem ohne signifikante Verzerrungen erkannt werden, die andernfalls die Genauigkeit dieser Nachkalibrierungssignale beeinträchtigen würden.
In einigen Beispielen kann das hier beschriebene System zur Identifizierung der Zusammensetzung eine Lichtquelle, optische Komponenten, ein Ureteroskop oder ein anderes Endoskop, ein reflektierendes Kalibrierungsziel und ein Spektrometer umfassen, das mit der Steuerung betrieben werden kann. Ein Spektrometer des Systems zur Identifizierung der Zusammensetzung kann eingestellt werden. Nach der Einstellung des Spektrometers kann durch die Kalibrierung des Systems zur Identifizierung der Zusammensetzung eine weitgehend geglättete Wellenform erzeugt werden. Nachdem das System zur Identifizierung der Zusammensetzung kalibriert wurde, kann ein zweiter Zustand, der strukturell gleich aussieht, aber Nierensteine (oder ein anderes anatomisches Ziel) enthält, das bei der normalen medizinischen Lithotripsie verwendet wird, ein Beispiel für die Spektralanalyse zeigen, das über der kalibrierten/geglätteten Kurve liegt, um darzustellen, dass das System zur Identifizierung der Zusammensetzung während des Verfahrens ein klares Bild des reflektierten Lichts erzeugen kann, da das Spektrometer entsprechend der Verzerrung durch dieselbe Lichtquelle, dieselben optischen Komponenten, dieselbe Faser durch das Endoskop usw. eingestellt wurde. Mit anderen Worten: Das System kann sich in einem ersten Zustand befinden, in dem das System und/oder der Systembediener die Verstärkung und Belichtung des Spektrometers so einstellen kann, dass alle Lichtquellen, alle optischen Komponenten und die Verzerrung der Endoskopfaser berücksichtigt werden. Das System kann dann einen zweiten Zustand einnehmen, in dem das medizinische Verfahren tatsächlich durchgeführt wird. Im zweiten Zustand kann die resultierende spektrale Antwort aufgrund der im ersten Zustand vorgenommenen Einstellung(en) deutlich gesehen (und der Stein/das Gewebe genauer identifiziert) werden.
ERLÄUTERUNGEN UND BEISPIELE
Beispiel 1 ist ein Verfahren zum Kalibrieren eines Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Licht an einem optischen Sensor von einem Referenzziel; Bestimmen einer ersten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen; Bestimmen, ob eine erste spektrale Intensität, die mit einer ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter einem ersten Schwellenwert liegt; und Erhöhen einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt, um eine kalibrierte erste Belichtungsdauer bereitzustellen.
Beispiel 2 ist das Verfahren aus Beispiel 1, optional weiterhin umfassend das Erhöhen einer Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt.
Beispiel 3 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 3, optional weiterhin umfassend: Bestimmen, ob eine zweite spektrale Intensität, die mit einer zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, über einem zweiten Schwellenwert liegt; und Verringern einer Verstärkung des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Beispiel 4 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 3, optional weiterhin umfassend: Verringern einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Beispiel 5 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 1-4, optional weiterhin dazu eingerichtet, dass der Bereich der Wellenlängen ein sichtbares Spektrum mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 700 nm umfasst.
Beispiel 6 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 5, optional weiterhin dazu eingerichtet, dass der Empfang von Licht an einem optischen Sensor von einem Referenzziel den Empfang von Licht beinhaltet, das von einem Referenzziel reflektiert wird.
Beispiel 7 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 6, optional weiterhin dazu eingerichtet, dass der Empfang von Licht an einem optischen Sensor von einem Referenzziel das Übertragen des Lichts über ein medizinisches Sichtgerät beinhaltet.
Beispiel 8 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 1-7, optional weiterhin umfassend: Empfangen von Licht an einem optischen Sensor von einem zweiten Ziel; Bestimmen einer zweiten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen unter Verwendung der kalibrierten ersten Belichtungsdauer; und Identifizieren einer Zusammensetzung des zweiten Ziels unter Verwendung der zweiten spektralen Antwort.
Beispiel 9 ist ein System zur Identifizierung von Zusammensetzungen, umfassend: einen optischen Sensor, der dazu eingerichtet ist, Licht über einen Bereich von Wellenlängen zu erfassen und spektrale Informationen des Lichts bereitzustellen; eine Steuerung, die eingerichtet ist zum Empfangen der spektralen Informationen von dem optischen Sensor und, in einem Kalibrierungsmodus, zum Bestimmen, ob eine erste spektrale Intensität, die mit einer ersten Wellenlänge der spektralen Informationen korrespondiert, unter einem ersten Schwellenwert liegt; und zum Erhöhen einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die erste Wellenlänge, um eine erste modifizierte Belichtungsdauer in Reaktion auf eine Bestimmung, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der spektralen Informationen korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt, bereitzustellen.
Beispiel 10 ist das System zur Identifizierung der Zusammensetzung aus Beispiel 9, das optional so eingerichtet ist, dass die Steuerung eingerichtet ist zum Erhöhen einer Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf ein Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der spektralen Information korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt.
Beispiel 11 ist das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach einem der Beispiele 9-10, das optional so eingerichtet ist, dass die Steuerung eingerichtet ist, zum: Bestimmen, ob eine zweite spektrale Intensität, die mit einer zweiten Wellenlänge der spektralen Informationen korrespondiert, über einem zweiten Schwellenwert liegt; und Verringern einer Verstärkung des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf ein Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der spektralen Informationen korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Beispiel 12 ist das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach einem der Beispiele 9-11, das optional so eingerichtet ist, dass die Steuerung eingerichtet ist zum Verringern einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf die Bestimmung, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der spektralen Informationen korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Beispiel 13 ist das System zur Identifizierung der Zusammensetzung nach einem der Beispiele 9-12, das optional so eingerichtet ist, dass der Wellenlängenbereich ein sichtbares Spektrum mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 700 nm umfasst.
Beispiel 14 ist das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach einem der Beispiele 9-13, das optional auch ein medizinisches Sichtgerät enthält, das dazu eingerichtet ist, das Licht zum optischen Sensor zu führen.
Beispiel 15 ist das System zur Identifizierung der Zusammensetzung gemäß einem der Beispiele 9-14, das optional so eingerichtet ist, dass das medizinische Sichtgerät ein Endoskop ist.
Beispiel 16 ist das System zur Identifizierung der Zusammensetzung gemäß einem der Beispiele 9-15, das optional so eingerichtet ist, dass das medizinische Sichtgerät ein Ureteroskop ist.
Beispiel 17 ist das System zur Identifizierung der Zusammensetzung aus einem der Beispiele 9-16, das optional so eingerichtet ist, dass der optische Sensor dazu eingerichtet ist, Licht von einem zweiten Ziel zu empfangen; und wobei die Steuerung eingerichtet ist zum: Bestimmen einer zweiten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen unter Verwendung der ersten modifizierten Belichtungsdauer; und Identifizieren einer Zusammensetzung des zweiten Ziels unter Verwendung der zweiten spektralen Antwort.
Beispiel 18 ist zumindest ein nicht-transitorisches, maschinenlesbares Medium, das Befehle enthält, die, wenn sie von einem Verarbeitungsschaltkreis ausgeführt werden, den Verarbeitungsschaltkreis veranlassen, Operationen durchzuführen, wobei die Operationen umfassen: Erfassen von Licht an einem optischen Sensor von einem Referenzziel; Bestimmen einer ersten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen; Bestimmen, ob eine erste spektrale Intensität, die mit einer ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter einem ersten Schwellenwert liegt; und Erhöhen einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die erste Wellenlänge, um eine erste modifizierte Belichtungsdauer bereitzustellen in Reaktion auf das Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt, eine kalibrierte erste Belichtungsdauer bereitzustellen.
Beispiel 19 ist das zumindest eine nicht-transitorische maschinenlesbare Medium von Beispiel 18, das optional weiter so eingerichtet ist, dass die Operationen weiterhin umfassen, ein Erhöhen einer Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt.
Beispiel 20 ist das zumindest eine nicht-transitorische maschinenlesbare Medium aus einem der Beispiele 18-19, das optional weiter so eingerichtet ist, dass die Operationen weiterhin umfassen: Bestimmen, ob eine zweite spektrale Intensität, die mit einer zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, über einem zweiten Schwellenwert liegt; und Verringern einer Verstärkung des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf ein Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Beispiel 21 ist das zumindest eine nicht-transitorische maschinenlesbare Medium aus einem der Beispiele 18-20, das optional weiter so eingerichtet ist, dass die Operationen weiterhin umfassen, das Verringern einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf ein Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Beispiel 22 ist das zumindest eine nicht-transitorische maschinenlesbare Medium aus einem der Beispiele 18-21, das optional weiter so eingerichtet ist, dass die Operationen weiterhin umfassen: Empfangen von Licht an einem optischen Sensor von einem zweiten Ziel; Bestimmen einer zweiten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen unter Verwendung der ersten modifizierten Belichtungsdauer; und Identifizieren einer Zusammensetzung des zweiten Ziels unter Verwendung der zweiten spektralen Antwort.
Beispiel 23 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen, wobei das Verfahren umfasst: Beleuchten eines Referenzziels mit Licht von einer Beleuchtungsquelle, wobei das Licht einen Bereich von Wellenlängen aufweist, der einen Großteil eines sichtbaren Spektrums umfasst; Empfangen von Licht, das von dem Referenzziel reflektiert wird, an einem optischen Sensor des Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen; Einstellen mehrerer Verstärkungen und Belichtungsdauern des optischen Sensors, um eine geglättete spektrale Referenzantwort um eine spektrale Zielintensität für den Bereich von Wellenlängen bereitzustellen, um einen kalibrierten optischen Sensor bereitzustellen; Beleuchten eines ersten Ziels mit dem Licht von der Beleuchtungsquelle; Empfangen des von dem ersten Ziel reflektierten Lichts an dem kalibrierten optischen Sensor; Erstellen einer ersten spektralen Intensitätskurve, die für eine Zusammensetzung des ersten Ziels repräsentativ ist; und Vergleichen der ersten spektralen Intensitätskurve mit einer oder mehreren spektralen Referenzintensitätskurven, um die Zusammensetzung des ersten Ziels zu identifizieren.
Beispiel 24 ist eine Vorrichtung, umfassend: einen optischen Sensor, der dazu eingerichtet ist, ein erstes Signal, das für ein Referenzziel repräsentativ ist, und ein zweites Signal, das für ein Referenzmaterial repräsentativ ist, zu erzeugen; und eine Steuerung, die eingerichtet ist zum: Empfangen des ersten Signals; Einstellen von Verstärkungen und Belichtungen des optischen Sensors über einen Bereich von Wellenlängen auf der Grundlage des ersten Signals, um erste eingestellte Verstärkungen und Belichtungen bereitzustellen und eine spektrale Antwort des ersten Signals zu glätten; Empfangen des zweiten Signals; und weiteres Einstellen der Verstärkungen und Belichtungen des optischen Sensors, um zweite eingestellte Verstärkungen und Belichtungen bereitzustellen und um eine Frequenzantwort des zweiten Signals an eine Modellfrequenzantwort für das Referenzmaterial anzupassen.
Beispiel 25 ist die Vorrichtung aus Beispiel 24, die optional weiterhin so eingerichtet ist, dass der optische Sensor dazu eingerichtet ist, ein drittes Signal zu erzeugen, das für ein zweites Material repräsentativ ist, wobei die zweiten eingestellten Verstärkungen und Belichtungen verwendet werden; und wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, das dritte Signal zu empfangen und zumindest einen Teil des zweiten Materials basierend auf der Grundlage einer Frequenzantwort des dritten Signals zu identifizieren.
Beispiel 26 ist die Vorrichtung aus einem der Beispiele 24-25, die optional zusätzlich eine Beleuchtungsquelle umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Referenzziel und das Referenzmaterial zu beleuchten.
Beispiel 27 ist die Vorrichtung aus einem der Beispiele 24-26, die optional weiter so eingerichtet ist, dass die Beleuchtungsquelle eine Breitbandbeleuchtungsquelle ist, die dazu eingerichtet ist, Licht mit Wellenlängen zwischen 400 nm und 700 nm bereitzustellen.
Beispiel 28 ist die Vorrichtung nach einem der Beispiele 24-27, die optional zusätzlich eine erste Optik umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Licht der Beleuchtungsquelle zu dem Referenzziel und dem Referenzmaterial zu führen.
Beispiel 29 ist die Vorrichtung aus einem der Beispiele 24-28, die optional eine zweite Optik umfasst, die dazu eingerichtet ist, reflektiertes Licht von dem Referenzziel und dem Referenzmaterial zu dem optischen Sensor zu führen.
Beispiel 30 ist zumindest ein maschinenlesbares Medium, das Befehle enthält, die, wenn sie von einem Verarbeitungsschaltkreis ausgeführt werden, den Verarbeitungsschaltkreis veranlassen, Operationen zur Implementierung von einem der Beispiele 1-29 durchzuführen.
Beispiel 31 ist eine Vorrichtung, die Mittel zur Umsetzung eines der Beispiele 1-29 umfasst.
Beispiel 32 ist ein System zur Implementierung eines der Beispiele 1-29.
Beispiel 33 ist ein Verfahren zur Durchführung eines der Beispiele 1-29.
Die obige detaillierte Beschreibung enthält Verweise auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der detaillierten Beschreibung bilden. Die Zeichnungen zeigen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Diese Ausführungsformen werden hier auch als „Beispiele“ bezeichnet. Solche Beispiele können zusätzlich zu den gezeigten oder beschriebenen Elementen weitere Elemente enthalten. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung ziehen jedoch auch Beispiele in Betracht, in denen nur die gezeigten oder beschriebenen Elemente vorgesehen sind. Darüber hinaus ziehen die Erfinder auch Beispiele in Betracht, bei denen eine beliebige Kombination oder Permutation der gezeigten oder beschriebenen Elemente (oder eines oder mehrerer Aspekte davon) verwendet wird, entweder in Bezug auf ein bestimmtes Beispiel (oder einen oder mehrere Aspekte davon) oder in Bezug auf andere hier gezeigte oder beschriebene Beispiele (oder einen oder mehrere Aspekte davon).
Im Falle widersprüchlicher Verwendungen zwischen diesem Dokument und den durch Verweis einbezogenen Dokumenten ist die Verwendung in diesem Dokument maßgeblich.
In diesem Dokument werden die Begriffe „ein“ oder „eine“, wie in Patentdokumenten üblich, verwendet, um eines oder mehr als eines einzuschließen, unabhängig von anderen Fällen oder Verwendungen von „mindestens einem“ oder „einem oder mehreren“. In diesem Dokument wird der Begriff „oder“ verwendet, um sich auf ein nicht ausschließendes „oder“ zu beziehen, so dass „A oder B“ „A, aber nicht B“, „B, aber nicht A“ und „A und B“ einschließt, sofern nicht anders angegeben. In diesem Dokument werden die Begriffe „einschließlich“ und „in denen“ als einfache englische Entsprechungen der jeweiligen Begriffe „umfassend“ und „wobei“ verwendet. Auch die Begriffe „einschließlich“ und „umfassend“ sind offen, d. h. ein System, eine Vorrichtung, ein Artikel, eine Zusammensetzung, eine Formulierung oder ein Verfahren, das zusätzlich zu den nach einem solchen Begriff aufgeführten Elementen weitere Elemente enthält, fällt dennoch in den Anwendungsbereich des behandelten Gegenstands. Darüber hinaus werden die Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw., wie sie in einem Anspruch vorkommen können, lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen keine numerischen Anforderungen an ihre Gegenstände stellen.
Die obige Beschreibung dient der Veranschaulichung und ist nicht restriktiv. So können die oben beschriebenen Beispiele (oder ein oder mehrere Aspekte davon) auch in Kombination miteinander verwendet werden. Andere Ausführungsformen können verwendet werden, z. B. von einem Fachmann, der die obige Beschreibung gelesen hat. Die Zusammenfassung wird in Übereinstimmung mit 37 C.F.R. §1.72(b) zur Verfügung gestellt, um dem Leser zu ermöglichen, die Art der technischen Offenbarung schnell zu erfassen. Sie wird mit der Maßgabe vorgelegt, dass sie nicht zur Auslegung oder Einschränkung des Umfangs oder der Bedeutung eines Anspruchs verwendet wird. In der obigen ausführlichen Beschreibung können verschiedene Merkmale zusammengefasst werden, um die Offenbarung zu vereinfachen. Dies ist nicht so zu verstehen, dass ein nicht beanspruchtes offenbartes Merkmal für einen Anspruch wesentlich ist. Vielmehr kann der Erfindungsgegenstand in weniger als allen Merkmalen einer bestimmten offengelegten Ausführungsform liegen. Die folgenden Aspekte werden hiermit als Beispiele oder Ausführungsformen in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Aspekt für sich genommen eine separate Ausführungsform darstellt, und es wird in Betracht gezogen, dass solche Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen oder Permutationen miteinander kombiniert werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63/200887 [0001]

Claims

Ein Verfahren zum Kalibrieren eines Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Licht an einem optischen Sensor von einem Referenzziel; Bestimmen einer ersten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen; Bestimmen, ob eine erste spektrale Intensität, die mit einer ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter einem ersten Schwellenwert liegt; und Erhöhen einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt, um eine kalibrierte erste Belichtungsdauer bereitzustellen.
Das Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: Erhöhen einer Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: Bestimmen, ob eine zweite spektrale Intensität, die mit einer zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, über einem zweiten Schwellenwert liegt; und Verringern einer Verstärkung des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, oberhalb des zweiten Schwellenwerts liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin umfassend: Verringern einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bereich der Wellenlängen ein sichtbares Spektrum mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 700 nm umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen von Licht an einem optischen Sensor von einem Referenzziel das Empfangen von Licht einschließt, das von einem Referenzziel reflektiert wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen von Licht an einem optischen Sensor von einem Referenzziel das Übertragen des Lichts über ein medizinisches Sichtgerät umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: Empfangen von Licht an einem optischen Sensor von einem zweiten Ziel; Bestimmen einer zweiten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen unter Verwendung der kalibrierten ersten Belichtungsdauer; und Identifizieren einer Zusammensetzung des zweiten Ziels unter Verwendung der zweiten spektralen Antwort.
Ein System zur Identifizierung von Zusammensetzungen, umfassend: einen optischen Sensor, der dazu eingerichtet ist, Licht über einen Bereich von Wellenlängen zu erfassen und spektrale Informationen des Lichts bereitzustellen; eine Steuerung, die eingerichtet ist zum Empfangen der spektralen Informationen von dem optischen Sensor und, in einem Kalibrierungsmodus, zum Bestimmen, ob eine erste spektrale Intensität, die mit einer ersten Wellenlänge der spektralen Information korrespondiert, unter einem ersten Schwellenwert liegt; und Erhöhen einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die erste Wellenlänge, um eine erste modifizierte Belichtungsdauer in Reaktion auf eine Bestimmung, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der spektralen Information korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt, bereitzustellen.
Das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach Anspruch 9, wobei die Steuerung eingerichtet ist zum Erhöhen einer Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf ein Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der spektralen Information korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt.
Das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach Anspruch 9, wobei die Steuerung eingerichtet ist zum: Bestimmen, ob eine zweite spektrale Intensität, die mit einer zweiten Wellenlänge der spektralen Information korrespondiert, über einem zweiten Schwellenwert liegt; und Verringern einer Verstärkung des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf ein Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der spektralen Information korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach Anspruch 11, wobei die Steuerung eingerichtet ist zum Verringern einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf die Bestimmung, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der spektralen Information korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwertes liegt.
Das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach Anspruch 9, wobei der Wellenlängenbereich ein sichtbares Spektrum mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 700 nm umfasst.
Das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach Anspruch 9, umfassend ein medizinisches Sichtgerät, das dazu eingerichtet ist, das Licht zum optischen Sensor zu führen.
Das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach Anspruch 14, wobei das medizinische Sichtgerät ein Endoskop ist.
Das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach Anspruch 14, wobei das medizinische Sichtgerät ein Ureteroskop ist.
Das System zur Identifizierung von Zusammensetzungen nach Anspruch 9, wobei der optische Sensor dazu eingerichtet ist, Licht von einem zweiten Ziel zu empfangen; und wobei die Steuerung eingerichtet ist, zum: Bestimmen einer zweiten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen unter Verwendung der ersten modifizierten Belichtungsdauer; und Identifizieren einer Zusammensetzung des zweiten Ziels unter Verwendung der zweiten spektralen Antwort.
Zumindest ein nicht-transitorisches maschinenlesbares Medium, das Befehle enthält, die, wenn sie von einer Verarbeitungsschaltung ausgeführt werden, die Verarbeitungsschaltung veranlassen, Operationen durchzuführen, wobei die Operationen umfassen: Erfassen von Licht an einem optischen Sensor von einem Referenzziel; Bestimmen einer ersten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen; Bestimmen, ob eine erste spektrale Intensität, die mit einer ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter einem ersten Schwellenwert liegt; und Erhöhen einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die erste Wellenlänge, um eine erste modifizierte Belichtungsdauer bereitzustellen in Reaktion auf das Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt, um eine kalibrierte erste Belichtungsdauer bereitzustellen.
Das zumindest eine nicht-transitorische maschinenlesbare Medium nach Anspruch 18, wobei die Operationen weiterhin umfassen: Erhöhen einer Verstärkung des optischen Sensors für die erste Wellenlänge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die erste spektrale Intensität, die mit der ersten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, unter dem ersten Schwellenwert liegt.
Das zumindest eine nicht-transitorische maschinenlesbare Medium nach Anspruch 18, wobei die Operationen weiterhin umfassen: Bestimmen, ob eine zweite spektrale Intensität, die mit einer zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, über einem zweiten Schwellenwert liegt; und Verringern einer Verstärkung des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf ein Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der ersten spektralen Antwort korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwerts liegt.
Das zumindest eine nicht-transitorische maschinenlesbare Medium nach Anspruch 20, wobei die Operationen weiterhin umfassen: Verringern einer Belichtungsdauer des optischen Sensors für die zweite Wellenlänge in Reaktion auf ein Bestimmen, dass die zweite spektrale Intensität, die mit der zweiten Wellenlänge der spektralen Antwort korrespondiert, über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Das zumindest eine nicht-transitorische maschinenlesbare Medium nach Anspruch 18, wobei die Operationen weiterhin umfassen: Empfangen von Licht an einem optischen Sensor von einem zweiten Ziel; Bestimmen einer zweiten spektralen Antwort des Lichts über einen Bereich von Wellenlängen unter Verwendung der ersten modifizierten Belichtungsdauer; und Identifizieren einer Zusammensetzung des zweiten Ziels unter Verwendung der zweiten spektralen Antwort.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen, wobei das Verfahren umfasst: Beleuchten eines Referenzziels mit Licht von einer Beleuchtungsquelle, wobei das Licht einen Bereich von Wellenlängen aufweist, der einen Großteil eines sichtbaren Spektrums umfasst; Empfangen von Licht, das von dem Referenzziel reflektiert wird, an einem optischen Sensor des Systems zur Identifizierung von Zusammensetzungen; Einstellen mehrerer Verstärkungen und Belichtungsdauern des optischen Sensors, um eine geglättete spektrale Referenzantwort um eine spektrale Zielintensität für den Bereich von Wellenlängen bereitzustellen, um einen kalibrierten optischen Sensor bereitzustellen; Beleuchten eines ersten Ziels mit dem Licht von der Beleuchtungsquelle; Empfangen des von dem ersten Ziel reflektierten Lichts an dem kalibrierten optischen Sensor; Erstellen einer ersten spektralen Intensitätskurve, die für eine Zusammensetzung des ersten Ziels repräsentativ ist; und Vergleichen der ersten spektralen Intensitätskurve mit einer oder mehreren spektralen Referenzintensitätskurven, um die Zusammensetzung des ersten Ziels zu identifizieren.
Eine Vorrichtung, umfassend: einen optischen Sensor, der dazu eingerichtet ist, ein erstes Signal, das für ein Referenzziel repräsentativ ist, und ein zweites Signal, das für ein Referenzmaterial repräsentativ ist, zu erzeugen; und eine Steuerung, die eingerichtet ist zum: Empfangen des ersten Signals; Einstellen von Verstärkungen und Belichtungen des optischen Sensors über einen Bereich von Wellenlängen auf der Grundlage des ersten Signals, um erste eingestellte Verstärkungen und Belichtungen bereitzustellen und eine spektrale Antwort des ersten Signals zu glätten; Empfangen des zweiten Signals; und weiteres Einstellen der Verstärkungen und Belichtungen des optischen Sensors, um zweite eingestellte Verstärkungen und Belichtungen bereitzustellen und um eine Frequenzantwort des zweiten Signals an eine Modellfrequenzantwort für das Referenzmaterial anzupassen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei: der optische Sensor dazu eingerichtet ist, ein drittes Signal zu erzeugen, das für ein zweites Material repräsentativ ist, wobei die zweiten eingestellten Verstärkungen und Belichtungen verwendet werden; und die Steuerung dazu eingerichtet ist, das dritte Signal zu empfangen und zumindest einen Teil des zweiten Materials auf der Grundlage einer Frequenzantwort des dritten Signals zu identifizieren.
Die Vorrichtung nach Anspruch 25, umfassend eine Beleuchtungsquelle, die dazu eingerichtet ist, das Referenzziel und das Referenzmaterial zu beleuchten.
Die Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Beleuchtungsquelle eine Breitbandbeleuchtungsquelle ist, die dazu eingerichtet ist, Licht mit Wellenlängen zwischen 400 nm und 700 nm bereitzustellen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 26, umfassend eine erste Optik, die dazu eingerichtet ist, das Licht der Beleuchtungsquelle zu dem Referenzziel und dem Referenzmaterial zu führen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 28, umfassend eine zweite Optik, die dazu eingerichtet ist, reflektiertes Licht von dem Referenzziel und dem Referenzmaterial zu dem optischen Sensor zu führen.