Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Messeinrichtung zur Erhebung von Messsignalen aus vitalem Gewebe, insbesondere zur Ermittlung der StoffZusammensetzung von Körperflüssigkeiten sowie auch von ggf. nur temporär gefäßgebundenen Substanzen.

Es sind Messverfahren bekannt, bei welchen eine Analyse von temporär gefäßgebundenen Substanzen bewerkstelligt wird, indem an einen entsprechenden Gewebebereich ein mobiles Spektrometer angesetzt und über dieses mobile Spektrometer das Spektrum von aus dem Gewebe austretendem Remissionslicht aufgezeichnet wird. Anhand des so aufgezeichneten Spektrums können verschiedenste in dem untersuchten Gewebebereich vorhandene Substanzen erkannt werden. Diese Spektrometer können als klassische Spektrometer aufgebaut sein, bei welchen eine Zerlegung des einfallenden Lichtes durch optische Mittel bewerkstelligt wird und die Intensität des zerlegten Lichtes unter Zuordnung zur Wellenlänge gemessen wird. Zur Vermeidung von beweglichen Teilen können die Spektrometer so gestaltet sein, dass das nach seiner Wellenlänge zerlegte Licht auf ein CCD-Array aufgeleitet und durch dieses analysiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen, durch welche im Wege einer spektrometrischen Messung unter Verwendung von CCD-Arrays Messwerte generiert werden können, die sich durch eine besonders hohe Aussagekräftigkeit auszeichnen . Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Kalibrierung eines mit einem CCD-Array ausgestatteten Spektrometers bei welchem durch das CCD-Array ein erstes Kallibrierspektrum und ein zweites Kallibrierspektrum aufgezeichnet wird, wobei zur Generierung dieser Kallibrierspektren Referenzstrukturen beleuchtet werden die sich hinsichtlich der Austrittstiefe des aus diesen im Rahmen der jeweiligen Referenzmessung austretenden Lichtes signifikant unterscheiden.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Korrektursystem zu determinieren durch welches die AufZeichnungscharakteristik des jeweils verwendeten CCD-Arrays beschrieben und geräteintern normiert werden kann.

Dieses Korrektursystem kann beispielsweise als Kennfeld, oder parametrisierte Korrekturfunktion in einer Steuereinheit des Spektrometers hinterlegt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mehrere Korrektursysteme für bestimmte Substanzen generiert, so dass beispielsweise für die Messung ausgewählter Gewebe- oder Blutinhaltsstoffe jeweils auf optimierte Korrektursysteme Rückgriff genommen werden kann.

Vorzugsweise ist eine der Proben ein Flächenstrahler, und die andere Probe ein Volumenstrahler. Diese Referenzstrahler könne so gestaltet sein, dass diese ein im wesentlichen weißes Licht abstrahlen .

Es ist möglich, die Messung so abzuwickeln, dass durch diese im Rahmen eines Auswertungsschrittes Tiefeninformationen für die Ursprungstiefe des aufgenommenen Lichtes gewonnen werden. anhand dieser Tiefeninformation kann ggf. das Korrektursystem weiter abgestimmt werden. Die Tiefeninformation kann insbesondere durch Berücksichtigung und entsprechend datentechnische Verarbeitung von durch Trübungseffekte verursachten Signaländerungen gewonnen werden.

Vorzugsweise werden mehrer Korrektursysteme generiert indem mehrere Referenzmuster verwendet werden in welchen eine Stoffreferenz in unterschiedlicher Konzentration enthalten ist. Für jeden Stoff wird vorzugsweise ein Referenzmuster bereitgestellt, dass eine Lichtabstrahlung ohne tiefe Eindringung des Beleuchtungslichtes gewährleistet. Ein vorzugsweise den gleichen Stoff enthaltendes Referenzmuster kann so gestaltet sein, dass dieser Stoff in eine transluzente Basis eingebettet ist. Die transluzente Basis kann so gestaltet sein, dass diese hinsichtlich ihrer

Trübungscharakteristik der Trübungscharakteristik einer für die spektrometrisch zu untersuchende Körperstelle typischen Trübungscharakteristik entspricht .

Die erfindungsgemäße Kalibrierung des Spektrometers kann in vorteilhafter Weise erfolgen, indem dieses über mehrere Referenzmuster geführt wird die sich hinsichtlich der Ursprungstiefe des emittierten Lichtes unterscheiden. Dies so gewonnenen Spektren können durch eine unmittelbar in das Spektrometer integrierte elektronische

Signalverarbeitungseinrichtung zur Generierung des

Korrektursystems herangezogen werden. Vorzugsweise jedoch werden die gewonnenen Spektren durch eine

Schnittstelleneinrichtung ausgelesen und einem separaten Rechnersystem zugeführt. Über dieses Rechnersystem kann dann eine Korrekturfunktion generiert werden die im Rahmen eines nachfolgenden Verfahrensschrittes in der

Auswertungseinrichtung des Spektrometers hinterlegt wird.

Es ist auch möglich, die Korrekturfunktion in einem beispielsweise über das Internet zugänglichen Rechner unter Zuordnung zu einer Identifikationskennung des Spektrometers zu hinterlegen. Auf diese spezielle Korrekturfunktion kann dann selektiv vom Nutzer des Spektrometers, oder eines mit der Auswertung der Spektren beauftragten Nutzers Zugriff genommen werden .

Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren so umzusetzen, dass vom Nutzer des Spektrometers ein Eichmuster angefordert werden kann dass die Gewinnung von zwei Spektren aus signifikant unterschiedlichen Remissionstiefen erlaubt. Die vom Nutzer gewonnenen Spektren können dann unter Rückgriffnähme auf ein für dieses Eichmuster anderweitig ermitteltes Masterspektrum verglichen werden. Anhand jenes Vergleichs kann eine Kalibrierung des Spektrometers oder eine oder Normierung der Messwerte vorgenommen werden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine Skizze zur Veranschaulichung der Abweichungen der optischen Dichte, oder Intensität von Spektralanteilen identischer Stoffe bei der Auflösung von abgestrahltem Licht aus zwei Eichproben die derart gestaltet sind dass diese signifikant unterschiedliche Lichtabstrahliefen bedingen;

Figur 2 ein Skizze zur Veranschaulichung einer aus der

Doppelreferenzmessung nach Figur 1 generierten Korrekturfunktion;

Figur 3 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung der

Verwendung der erfindungsgemäßen Korrekturfunktion zur Bereitstellung normierter Messwerte. Figur 1 zeigt zwei Spektren die unter Verwendung eines Spektrometers das ein CCD-Array umfasst gewonnen wurden. Die Spektren wurden von zwei Proben (PI und P2 in Figur 3) gewonnen. Diese Proben fungieren als Eichmuster und sind so ausgelegt, dass diese jeweils eine Referenzsubstanz in dem Eichmuster so abgestimmt ist, dass sich für eines der Eichmuster eine extrem oberflächennahe Abstrahlung des zu untersuchenden Lichtes ergibt, wogegen das andere Eichmuster so gestaltet ist, dass das zu untersuchende Licht aus tieferen und dabei wiederum unterschiedlichen Tiefen abgestrahlt wird.

Die Differenz dieser beiden Spektren erlaubt es einen durch das CCD-Array, insbesondere eine Oxidschicht des CCD-Arrays bedingten systematischen Signalaufzeichnungseffekt zu quantifizieren und hierauf basierend ein Kallibrierungs- oder Normierungssystem abzustimmen.

Dieses Normierungssystem kann als Kennfeld, oder wie in Figur 2 beispielhaft gezeigt, als Korrekturfunktion dargestellt werden. Diese Korrekturfunktion kann im Spektrometer hinterlegt werden, so dass dieses direkt entsprechend normierte Messergebnisse liefert. Die Korrekturfunktion kann auch anderweitig beispielsweise für spezielle Postprozessings nachträglich berücksichtigt werden, wenn beispielsweise Messergebnisse die durch verschiedene Geräte ermittelt wurden miteinander in Bezug gebracht werden sollen.

Wie aus Figur 3 ersichtlich, werden Spektren von Proben PI und P2 aufgezeichnet, wobei diese Proben so gestaltet sind, dass das jeweils in das Spektrometer eingekoppelte Licht L einmal nahezu vollständig aus einem extrem oberflächennahen Bereich abgestrahlt wird, und bei der Probe P2 aus tieferen, vorzugsweise zudem divergierenden Tiefen abgestrahlt wird. Das entsprechend gesammelte Licht wird einem Spektrometer 1 zugeführt, das Spektrometer umfasst ein CCD-Array 2. Die durch das CCD-Array 2 ermittelten Signale werden in einem ersten Speicher 3 beispielsweite als Rohwerte der optischen Dichte OD hinterlegt. Diese Rohwerte werden durch einen Kalibrierrechner 4 ausgelesen. Der Kalibrierrechner 4 generiert anhand der wenigstens für die zwei speziellen Proben PI und P2 gemessenen Spektren eine Kalibrierfunktion K (vgl. Fig.2). Diese Kalibrierfunktion K wird in einer

Signalverarbeitungseinrichtung 5 der Messeinrichtung hinterlegt. Die letztlich einem Anwender zur Verfügung gestellten Messergebnisse M für spätere Messungen werden unter Berücksichtigung dieser Kalibrierfunktion in der

Signalverarbeitungseinrichtung 5 normiert.

Eine der Proben PI und P2 bildet einen Volumenstrahler. Diese Probe ist vorzugsweise so gestaltet dass diese eine für vitales Gewebe typische Trübung verursacht.

Die Kalibrierfunktion K kann so gestaltet sein, dass durch diese auch in den Spektren auftretende Dynamikmerkmale beschrieben werden. Bei der Messung aus diffusen Tiefen kann dann für enge Wellenlängenbereiche jeweils ein Dynamikwert ermittelt werden anhand dessen ein repräsentativer Wert der optischen Dichte festgelegt wird. Die Korrekturfunktion beschreibt dabei in Form einer Ableitung eine als Etaloning bezeichnete Varianz der Rohdaten.