Hyperspektrales "Kurzwellen-Infrarot (SWIR)" OP-Mikroskop-System zur Erkennung & Differenzierung von mikrobiellen Belastungen und Navigation bei der Cholesteatom Diagnose und Therapie - BetterView; Teilvorhaben: Qualifizierung eines Kamerasystems für hyperspektrale Kurzwellen-Infrarot Aufnahmen bei hoher Bildrate in einem HNO-Operations-Mikroskop auf Grundlage eines neuen InGaAs-Flächendetektors (HySpek-Cam)

Abstract

Im Rahmen des Teilvorhabens sollte ein leistungsfähiges neues NIR/SWIR-Testkamerasystem aus Basis eines neuartigen NIR/SWIR Bildsensors mit hoher Auflösung, niedrigem Rauschen und hoher Bildrate qualifiziert werden für ein Kamera System in einem HNO-Operations-Mikroskop. Es sollte ein leistungsfähiges neues NIR/SWIR-Kamerasystem auf seine Eignung für einen Stereo-Kamera Einsatz in einem HNO-Operations-Mikroskop hin untersucht werden, auf Grundlage eines neuen NIR/SWIR-Bildsensors, der am Ende einer Recherche und Test-Phase bestimmt wurde. Basierend auf diesem Bildsensor war es geplant das HySpek-Cam-Testkamerasystem zu konzipieren, zu erstellen, zu charakterisieren und im BetterView Demonstrator zu erproben. Im Laufe der Untersuchung sollte ebenfalls versucht werden, die technischen Eigenschaften des HySpek-Cam Testkamerasystems so anzupassen, dass man erfolgreich auch NIR/SWIR-Bilderfassung kombiniert mit strukturierter Beleuchtung (SIM) durchführen konnte, um die Schärfe in der Fokalebene zu erhöhen und unerwünschte Streulichtanteile auszuschließen. Weiterhin sollten die technischen Eigenschaften ebenfalls so angepasst werden, dass eine schnelle Multispektralmessung möglich würde, die einen Kontrast erzeugen soll, um die relevanten mikrobiellen Schichten sichtbar zu machen. Schlussendlich sollte das HySpek-Cam-Testkamerasystem in dem BetterView Demonstrator integriert, getestet und klinisch erprobt werden. The objective of this sub-project was to qualify a high-performance new NIR/SWIR test camera system for use in a stereo camera setup within an ENT surgical microscope. This system is based on a novel, high-resolution, low-noise NIR/SWIR image sensor with high frame rates, which was selected following an extensive research and testing phase.Based on this chosen image sensor, the plan was to design, build, characterize, and test the HySpek-Cam test camera system inside the BetterView demonstrator. During the investigation, the technical properties of the HySpek-Cam system were to be adapted to successfully combine NIR/SWIR imaging with Structured Illumination Microscopy (SIM). This integration aims to increase focal plane sharpness and eliminate unwanted stray light. Furthermore, the technical specifications were to be optimized to enable rapid multispectral imaging, creating the necessary contrast to visualize relevant microbial layers. Ultimately, the HySpek-Cam test camera system was to be integrated, evaluated, and clinically tested within the BetterView demonstrator.