用于光學(xué)相干斷層掃描的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于光學(xué)相干斷層掃描的方法以及對應(yīng)的系統(tǒng)（50），其中借助光學(xué)相干斷層掃描裝置記錄對象（1）的第一平面的區(qū)域中的第一圖像（60）和該對象（1）的第二平面的區(qū)域中的第二圖像（61），其中該對象（1）的第二平面與該對象（1）的第一平面不同。為了在盡可能簡單的運(yùn)用時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對象（1）的可靠和節(jié)省時(shí)間的檢查，實(shí)時(shí)地記錄該對象（1）的第一平面（S）的區(qū)域中的第一圖像（60）和該對象（1）的第二平面（F）的區(qū)域中的第二圖像（61），并且依據(jù)尤其是由操作人員給出的控制命令將第一圖像（60）或第二圖像（61）作為實(shí)時(shí)圖像并且將分別另一圖像、也就是第二或第一圖像（61或60）作為靜止圖像同時(shí)再現(xiàn)于顯示裝置（52）中。
【專利說明】用于光學(xué)相干斷層掃描的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于光學(xué)相干斷層掃描的方法以及對應(yīng)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)相干斷層掃描(OCT)是一種用于在其內(nèi)部測量散射光的樣品的方法。生物組 織由于其散射光的特性而特別適合于借助OCT進(jìn)行診斷檢查。由于OCT用相對小的光強(qiáng)度 就可以應(yīng)付并且所使用的光的波長大多位于近紅外范圍(750nm至1350nm)，因此OCT與離 子化的X射線診斷不同對生物組織不表示射線負(fù)擔(dān)。由此該OCT特別是對醫(yī)學(xué)重要并且與 超聲診斷粗略可比，其中在OCT情況下代替聲音而使用光。借助干涉儀檢測在樣品中不同 交界層處被反射的光的傳播時(shí)間。利用OCT典型地是為了實(shí)現(xiàn)比利用超聲波高直兩個(gè)數(shù)量 級的分辨率，但是可實(shí)現(xiàn)的測量深度明顯更小。所獲得的橫截面圖像由于光學(xué)散射一般只 達(dá)到進(jìn)入組織內(nèi)直到幾毫米的深度。OCT的目前最重要的應(yīng)用范圍在眼科學(xué)、皮膚病學(xué)以及 腫瘤診斷中。但是也存在若干非醫(yī)學(xué)的應(yīng)用，例如在材料檢驗(yàn)中。
[0003]尤其是在OCT的醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，對方法和系統(tǒng)提出特殊的要求，以便在簡單運(yùn)用情 況下保證可靠和節(jié)省時(shí)間的檢查。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是說明用于光學(xué)相干斷層掃描的方法以及對應(yīng)的系統(tǒng)，其使得可以 在盡可能簡單運(yùn)用的情況下對對象進(jìn)行可靠和節(jié)省時(shí)間的檢查。
[0005]該任務(wù)通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的方法或系統(tǒng)解決。
[0006]在本發(fā)明的方法中，借助光學(xué)相干斷層掃描裝置實(shí)時(shí)記錄對象的第一平面的區(qū)域 中的第一圖像和該對象的第二平面的區(qū)域中的第二圖像，其中該對象的第二平面不同于該 對象的第一平面。此外依據(jù)尤其是由操作人員輸入的控制命令將第一圖像或第二圖像作為 實(shí)時(shí)圖像并且將相應(yīng)另一圖像、也就是第二或第一圖像作為靜止圖像同時(shí)再現(xiàn)于顯示裝置 中。
[0007]本發(fā)明的系統(tǒng)包括光學(xué)相干斷層掃描裝置，用于記錄對象的第一平面的區(qū)域中的 第一圖像和該對象的第二平面的區(qū)域中的第二圖像，其中該對象的第二平面不同于該對象 的第一平面，以及包括用于再現(xiàn)第一和第二圖像的顯示裝置，并且該系統(tǒng)的特征在于控制 裝置，用于按照以下方式控制該光學(xué)相干斷層掃描裝置，即實(shí)時(shí)記錄對象的第一平面的區(qū) 域中的第一圖像和該對象的第二平面的區(qū)域中的第二圖像，以及用于按照以下方式控制所 述系統(tǒng)，即依據(jù)尤其是可由操作人員輸入的控制命令將第一圖像或第二圖像作為實(shí)時(shí)圖像 并且將相應(yīng)另一圖像、也就是第二或第一圖像作為靜止圖像同時(shí)再現(xiàn)于顯示裝置中。
[0008]本發(fā)明基于以下思想:借助由操作人員輸入的控制命令在光學(xué)相干斷層掃描裝置 的至少兩個(gè)不同運(yùn)行模式之間、尤其是在所謂的切片模式與所謂的正面模式之間選擇，其 中在分別所選擇的運(yùn)行模式中，例如在正面模式中實(shí)時(shí)記錄對象的一個(gè)平面的圖像并且在 顯示裝置中實(shí)時(shí)再現(xiàn)，并且同時(shí)將事先已經(jīng)在另一個(gè)運(yùn)行模式、例如切片模式中從該對象的另一個(gè)平面實(shí)時(shí)記錄的并且臨時(shí)或持久存儲的其它圖像作為靜止圖像再現(xiàn)于顯示裝置 中。根據(jù)由操作人員給出的控制命令，該系統(tǒng)可以在正面模式中運(yùn)行，在該正面模式中，對 象的一個(gè)平面的正面圖像作為實(shí)時(shí)圖像與該對象的與之垂直的平面的切片圖像作為靜止 圖像一起再現(xiàn)于顯示裝置中。替換地，該系統(tǒng)可以在切片模式中運(yùn)行，在該切片模式中，對 象的一個(gè)平面的切片圖像作為實(shí)時(shí)圖像與該對象的與之垂直的平面的正面圖像作為靜止 圖像一起被顯示。由此為操作人員、尤其是為診斷醫(yī)生在兩個(gè)運(yùn)行模式中都始終提供高度 量的在診斷上相關(guān)的或有說服力的信息。
[0009]總之，由此使得可以在同時(shí)簡單運(yùn)用的情況下對對象進(jìn)行可靠和節(jié)省時(shí)間的檢查。
[0010]待檢查對象優(yōu)選是生物組織，尤其是人類或動物的皮膚器官。但是原則上本發(fā)明 還可以用于檢查其它人類或動物器官。
[0011]優(yōu)選地，對象的第一平面基本上平行于照射方向地伸展，由光學(xué)相干斷層掃描裝 置輻射的光在該照射方向上落到對象上。替換或附加地，對象的第二平面基本上垂直于照 射方向地伸展，由光學(xué)相干斷層掃描裝置輻射的光在該照射方向上落到該對象上。由此所 記錄和所顯示的圖像特別有說服力。
[0012]此外優(yōu)選的是，以每秒至少一個(gè)圖像、優(yōu)選每秒至少五個(gè)圖像的記錄速率記錄實(shí) 時(shí)記錄的第一或第二圖像。替換或附加地，在顯示裝置中作為實(shí)時(shí)圖像再現(xiàn)的第一或第二 圖像以每秒至少一個(gè)圖像、優(yōu)選每秒至少五個(gè)圖像的重復(fù)速率再現(xiàn)。這意味著，圖像實(shí)時(shí)的 記錄或再現(xiàn)在本發(fā)明意義上優(yōu)選以每秒至少一個(gè)圖像的記錄速率或重復(fù)速率進(jìn)行。由此保 證在所選擇的運(yùn)行模式中實(shí)時(shí)記錄和再現(xiàn)的、對象的平面的圖像以足夠高的速率被記錄和 再現(xiàn)，以便能可靠地識別在診斷上相關(guān)的時(shí)間上的改變。
[0013]在本發(fā)明的另一優(yōu)選構(gòu)型中規(guī)定，如果自通過控制命令觸發(fā)地從第一或第二圖像 作為實(shí)時(shí)圖像的再現(xiàn)切換到第一或第二圖像作為靜止圖像并且第二或第一圖像作為實(shí)時(shí) 圖像的再現(xiàn)以來經(jīng)過了預(yù)先給定的時(shí)間區(qū)間，尤其是至少十秒，則在該切換之后更新作為 靜止圖像再現(xiàn)的第一或第二圖像。由此保證在顯示裝置中作為靜止圖像再現(xiàn)的第一或第二 圖像在該切換之后盡可能是當(dāng)前的，以便能夠從中結(jié)合于是同時(shí)實(shí)時(shí)地在顯示裝置中再現(xiàn) 的第二或第一圖像實(shí)現(xiàn)其它陳述或動作。例如，可以根據(jù)作為靜止圖像再現(xiàn)的第一或第二 圖像借助于合適的選擇元件確定對象中的實(shí)時(shí)記錄和再現(xiàn)的第二或第一圖像的平面的位 置，并且通過這種方式借助作為靜止圖像顯示和更新的第一或第二圖像進(jìn)行第二或第一圖 像的平面穿過對象的導(dǎo)航。
[0014]在另一有利的實(shí)施中，在第一運(yùn)行模式中記錄第一圖像，在該第一運(yùn)行模式時(shí)被 對象反射或散射回的光僅由光學(xué)相干斷層掃描裝置的位置分辨的探測器的子面檢測，而光 學(xué)相干斷層掃描裝置的反射器至分束器的光學(xué)距離被改變以下光學(xué)路程，該光學(xué)路程明顯 大于耦合輸入到光學(xué)相干斷層掃描裝置中的光的平均波長，尤其是為該平均波長的至少 100倍。該運(yùn)行模式允許以高的速度并且因此實(shí)時(shí)地、也就是以每秒至少一個(gè)圖像的速率通 過簡單的方式和以高的可靠性記錄第一圖像。
[0015]在另一優(yōu)選的構(gòu)型中，在第二運(yùn)行模式中記錄第二圖像，在該第二運(yùn)行模式時(shí)在 改變光學(xué)相干斷層掃描裝置的反射器至分束器的光學(xué)距離期間被對象反射的光由探測器 的探測器元件檢測多次、尤其是至多五次，其中反射器至分束器的光學(xué)距離的改變至多是耦合輸入到光學(xué)相干斷層掃描裝置中的光的平均波長的十倍。通過這種方式可以用高的重 復(fù)速率、尤其是實(shí)時(shí)地記錄第二圖像。
[0016]在此情況下優(yōu)選的是，對象的第二平面在對象中的特定深度中伸展并且通過反射 器與分束器的距離調(diào)整對象中的所述深度，其方式是將光學(xué)相干斷層掃描裝置的反射器至 分束器的光學(xué)距離改變以下光學(xué)路程，該光學(xué)路程明顯大于耦合輸入到光學(xué)相干斷層掃描 裝置中的光的平均波長，尤其是為該平均波長的至少100倍。由此通過簡單的方式和以高 的速度和準(zhǔn)確性調(diào)整第二平面，光學(xué)相干斷層掃描裝置在該第二平面中記錄第二圖像。
[0017]在另一有利構(gòu)型中規(guī)定，當(dāng)包含有光學(xué)相干斷層掃描裝置的至少一部分的測量頭 從定義位置、尤其是靜止位置遠(yuǎn)離時(shí)，自動啟動借助光學(xué)相干斷層掃描裝置對第一和/或 第二圖像的記錄。該靜止位置優(yōu)選通過被設(shè)置用于容納測量頭的測量頭支架定義，測量頭 可以被插入該測量頭支架中并且測量頭可以從該測量頭支架中又被取出。通過自動啟動圖 像記錄，進(jìn)一步簡化對系統(tǒng)的運(yùn)用。此外進(jìn)一步減少用于檢查對象典型所需要的時(shí)間。
[0018]在此情況下有利地可以規(guī)定，僅當(dāng)在測量頭從所述定義位置遠(yuǎn)離之前由操作人員 輸入或者通過讀取尤其是中央數(shù)據(jù)存儲器而調(diào)用了涉及對象的數(shù)據(jù)、尤其是患者數(shù)據(jù)時(shí)， 才進(jìn)行第一或第二圖像的記錄的自動啟動。由此保證所記錄的圖像始終被分配給對象、尤 其是患者，并由此不會因?yàn)槿狈Ψ峙涠鵁o意地丟失。
[0019]此外優(yōu)選的是，當(dāng)包含有光學(xué)相干斷層掃描裝置的至少一部分的測量頭被置于定 義位置、尤其是靜止位置時(shí)，所述系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到圖像觀察模式中，其中在圖像觀察模式中 所有在顯示裝置中顯示的圖像都作為靜止圖像再現(xiàn)。由此操作人員在檢查對象時(shí)直接在結(jié) 束圖像的記錄之后通過將測量頭“放置”在為此而設(shè)置的位于系統(tǒng)外殼處的測量頭支架中 而使得能夠觀看并且必要時(shí)更精確地分析在檢查時(shí)記錄的圖像，而不必事先給出其它控制 命令。這使得該系統(tǒng)的運(yùn)用以及在檢查對象時(shí)的流程特別簡單或?qū)τ脩粲押谩?br> [0020]優(yōu)選地，將其中集成了光學(xué)相干斷層掃描裝置的至少一部分的測量頭放置在待檢 查的對象上，尤其是放置在人類或動物皮膚上并且與該對象直接或間接地、尤其是借助透 明凝膠接觸。由此防止測量頭與對象之間的可能相對運(yùn)動或至少將該相對運(yùn)動減少到以下 程度:由于在記錄期間使對象因振動而模糊而對圖像記錄的影響通過該程度被減小到最小 值。由此也進(jìn)一步提高所述方法或系統(tǒng)在檢測圖像情況下的可靠性。
[0021]在對象與測量頭之間，優(yōu)選置入對所使用的光透明的介質(zhì)、尤其是光學(xué)凝膠。通過 所使用的凝膠，一方面消除在測量頭處的入射窗一方與皮膚另一方之間的折射率差異，從 而減小交界面處的反射以及與之關(guān)聯(lián)的光損失。此外，通過該凝膠均衡皮膚表面處的可能 的不平坦?？傊纱诉M(jìn)一步提高在檢測圖像時(shí)的可靠性。
[0022]在另一構(gòu)型中，在考慮至少一個(gè)參數(shù)的情況下進(jìn)行對第一和/或第二圖像的記 錄，所述至少一個(gè)參數(shù)在顯示裝置中顯示和/或可以由操作人員選擇和/或改變。由此可 以在記錄圖像時(shí)觀察或有針對性地選擇和/或改變前提條件。
[0023]所述至少一個(gè)參數(shù)尤其是涉及待檢查對象的特性，尤其是濕度含量，該待檢查對 象尤其是人類或動物皮膚。通過選擇或預(yù)先給定參數(shù)，可以將光學(xué)相干斷層掃描裝置的作 用方式有針對性地與皮膚類型、尤其是與皮膚的濕度含量匹配，從而以特別高的可靠性記 錄圖像。
[0024]此外優(yōu)選的是，在記錄第一和/或第二圖像時(shí)檢測在對象的特定深度中被反射或散射回的光，其中在檢測該光期間按照以下方式調(diào)整位于光學(xué)相干斷層掃描裝置的樣品臂 中的樣品物鏡的成像特性，即樣品物鏡的聚焦點(diǎn)位于對象中的相應(yīng)深度的區(qū)域中。由此以 高的清晰度實(shí)現(xiàn)圖像的記錄。
[0025]尤其是在此情況下依據(jù)所述至少一個(gè)參數(shù)來調(diào)整位于光學(xué)相干斷層掃描裝置的 樣品臂中的樣品物鏡的成像特性。由此以特別高的可靠性檢測對象的清晰圖像。
[0026]優(yōu)選地，在此情況下依據(jù)所述至少一個(gè)參數(shù)調(diào)整樣品物鏡的一個(gè)或多個(gè)透鏡在對 象方向上運(yùn)動的速度與光學(xué)相干斷層掃描裝置的參考反射鏡運(yùn)動的速度的比例。通過該措 施實(shí)現(xiàn):樣品物鏡的聚焦點(diǎn)始終位于對象中的相應(yīng)深度的區(qū)域中，從而始終以特別高的清 晰度實(shí)現(xiàn)圖像的記錄。
[0027]替換或附加地可以規(guī)定，所述至少一個(gè)參數(shù)涉及對象的第一或第二平面的位置， 其中借助尤其是直線形式的、在所述顯示裝置中在相應(yīng)另一個(gè)圖像、也就是第二或第一圖 像的區(qū)域中顯示的并且可由操作人員控制的選擇元件選擇該對象的第一或第二平面的位 置。由此使得可以借助靜止圖像確定在記錄對象中的所再現(xiàn)的實(shí)時(shí)圖像時(shí)的相應(yīng)平面，從 而可以通過簡單和直觀的方式進(jìn)行對象平面的實(shí)時(shí)顯示的記錄穿過對象的導(dǎo)航。
[0028]優(yōu)選地，控制命令和/或用于存儲實(shí)時(shí)再現(xiàn)的第一或第二圖像的命令的輸入或?qū)?所述至少一個(gè)參數(shù)的選擇和/或改變或?qū)λ鲞x擇元件的控制通過操作人員借助可通過 該操作人員操作的控制元件、尤其是腳開關(guān)和/或測量頭處的開關(guān)進(jìn)行。這允許簡單和安 全地運(yùn)用所述系統(tǒng)或控制檢查流程。尤其是在使用腳開關(guān)的情況下，保證操作人員兩手都 有空，以便將測量頭可靠地放置在對象處并在必要時(shí)引導(dǎo)該測量頭。
[0029]優(yōu)選地，借助由操作人員輸入的控制命令可以切換到光學(xué)相干斷層掃描裝置的第 三運(yùn)行模式，在該第三運(yùn)行模式時(shí)記錄對象的三維斷層影像并且在顯示裝置中作為透視靜 止圖像和/或以該三維斷層影像的不同平面中的兩個(gè)截面的形式和/或以符號的形式再 現(xiàn)。
[0030]所述系統(tǒng)在此情況下尤其是按照以下方式設(shè)計(jì)，即所記錄的三維斷層影像根據(jù)經(jīng) 由可通過操作人員操作的控制元件、尤其是腳開關(guān)和/或測量頭處的開關(guān)的輸入而被持久 地存儲。替換或附加地可以規(guī)定，當(dāng)在將對應(yīng)的三維數(shù)據(jù)組從光學(xué)相干斷層掃描裝置傳輸 至處理和/或控制裝置期間不通過操作人員進(jìn)行對應(yīng)的輸入，尤其是不選擇“中斷”等時(shí)， 自動存儲所述三維斷層影像。
[0031]優(yōu)選地，可以借助由操作人員輸入的控制命令從在第一或第二運(yùn)行模式中、尤其 是在切片或正面模式中記錄的圖像作為實(shí)時(shí)圖像或靜止圖像的根據(jù)本發(fā)明的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換到 第三運(yùn)行模式，其中所述系統(tǒng)在持久地存儲了三維斷層影像之后自動又切換回原始的第一 或第二運(yùn)行模式和對所記錄的圖像作為實(shí)時(shí)圖像或靜止圖像的再現(xiàn)中。
[0032]上述措施也有助于對系統(tǒng)運(yùn)用的進(jìn)一步改善以及對在對象處、尤其是在患者處執(zhí) 行檢查時(shí)的典型流程的簡化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和應(yīng)用可能性由下面結(jié)合圖的描述來得出。其中:
圖1示出光學(xué)相干斷層掃描裝置的示例的示意圖；
圖2示出用于圖解第一運(yùn)行模式的探測器面的示例的示意圖；圖3示出用于圖解第一運(yùn)行模式的、具有在第一平面中的截面的對象的空間元件；
圖4示出用于圖解第二運(yùn)行模式的、具有在第二平面中的截面的對象的空間元件；
圖5示出用于圖解第三運(yùn)行模式的、具有在第二平面中的截面的對象的空間元件；
圖6a)和b)示出用于圖解焦點(diǎn)跟蹤的、穿過對象和干涉儀的樣品臂(Probenarm)的兩 個(gè)橫截面；
圖7示出用于圖解初始圖像值的內(nèi)插的規(guī)則柵格的示例；
圖8示出用于圖解與在深度方向上的物理分辨率相比在對象深度的方向上對干涉圖 案的掃描的簡圖；
圖9示出用于圖解與在深度方向上的物理分辨率相比將在對象深度方向上掃描的原 始初始圖像值分別組合成一個(gè)初始圖像值的另一簡圖；
圖10示出用于圖解兩個(gè)在對象深度的方向上獲得的初始圖像的初始圖像值的內(nèi)插的
另一簡圖；
圖11示出用于圖解在橫向于對象深度方向的一個(gè)(左側(cè))或兩個(gè)(右側(cè))平面中初始圖 像值的檢測以及從這兩個(gè)平面獲得的初始圖像(右側(cè))的初始圖像值的內(nèi)插的另一簡圖；
圖12示出與對應(yīng)的最終圖像(右側(cè))相比的初始圖像(左側(cè))的示例，該最終圖像是通 過所描述的內(nèi)插所獲得的；
圖13示出用于執(zhí)行本發(fā)明用于光學(xué)相干斷層掃描的方法的系統(tǒng)的示意圖；
圖14示出該系統(tǒng)的測量頭的圖示；
圖15示出用于圖解患者數(shù)據(jù)的輸入的顯示屏視圖；
圖16示出用于圖解所輸入的患者數(shù)據(jù)的顯示的顯示屏視圖；
圖17示出用于圖解對皮膚濕度的調(diào)整的顯示屏視圖；
圖18示出用于圖解對皮膚濕度的調(diào)整的另一顯示屏視圖；
圖19示出用于圖解借助切片圖像選擇第二平面的第一顯示屏視圖；
圖20示出用于圖解借助切片圖像選擇第二平面的第二顯示屏視圖；
圖21示出用于圖解借助切片圖像選擇第二平面的第三顯示屏視圖；
圖22示出用于圖解借助切片圖像選擇第二平面的第四顯示屏視圖；
圖23示出用于圖解借助切片圖像選擇第二平面的第五顯示屏視圖；
圖24示出用于圖解根據(jù)用戶命令存儲的切片圖像的顯示以及借助臨時(shí)存儲的切片圖 像對第二平面的選擇的第六顯示屏視圖；
圖25示出用于圖解借助正面圖像對用于待記錄的切片圖像的第一平面的選擇的顯示 屏視圖；
圖26示出用于圖解在圖像觀察模式中選擇來源于三維斷層影像的切片圖像以及正面 圖像的顯示屏視圖；
圖27示出用于圖解圖像觀察模式中輸入評論的顯示屏視圖；
圖28示出用于圖解該系統(tǒng)的管理模式的顯示屏視圖；以及 圖29示出自動創(chuàng)建的檢查報(bào)告的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0034]1、光學(xué)相干斷層掃描裝置圖1示出下面也稱為OCT裝置的光學(xué)相干斷層掃描裝置的示例的示意圖，該光學(xué)相干 斷層掃描裝置具有干涉儀10，該干涉儀包括分束器11、照明臂12、參考臂13、樣品臂14以 及探測器臂15。此外，設(shè)置用于產(chǎn)生光的輻射源21，該光通過光學(xué)濾波器22濾波并且通過 由透鏡23和24組成的光學(xué)系統(tǒng)聚焦到光導(dǎo)體26的輸入?yún)^(qū)域25上。輻射源21與光學(xué)濾 波器22 —起形成也稱為光源20的裝置。
[0035]I禹合輸入到光導(dǎo)體26中的光通過位于其輸出區(qū)域27中的光學(xué)系統(tǒng)28被I禹合輸 入到干涉儀10的照明臂12中。該光從那里首先到達(dá)分束器11，該光通過該分束器一方面 被轉(zhuǎn)發(fā)到參考臂13中并且由位于該參考臂的端部處的可移動的參考反射鏡16反射，并且 另一方面在經(jīng)歷樣品臂14之后照明樣品I的面2。
[0036]被樣品I反射的、尤其是散射回的光重新經(jīng)歷樣品臂14，在分束器11中與來自參 考臂13的在參考反射鏡16處被反射的光疊加，并且最后經(jīng)由探測器臂15到達(dá)探測器30， 該探測器包括多個(gè)布置在優(yōu)選平坦的面中的探測器元件并且因此使得能夠位置分辨地檢 測由樣品30反射的光或由于該光與在參考反射鏡16處被反射的光疊加而引起的對應(yīng)的干 涉圖案。
[0037]作為探測器30，優(yōu)選地采用CMOS相機(jī)，該CMOS相機(jī)的探測器元件(所謂的像素) 在紅外光譜范圍中、尤其是在大約1250nm與1350nm之間的光譜范圍中是靈敏的。優(yōu)選地， CMOS相機(jī)具有512x640個(gè)探測器元件。
[0038]優(yōu)選所謂的多模光纖用作光導(dǎo)體26，該多模光纖的數(shù)值孔徑和核心直徑允許在耦 合輸入到該光纖中的光的特定波長的情況下不是僅僅可以構(gòu)造出一種光纖模式，而是可以 激發(fā)很多不同的光纖模式。優(yōu)選地，所使用的多模光纖的直徑在大約Imm與3mm之間，尤其 是大約1.5mm。
[0039]樣品I上的被照明的面2的大小大致對應(yīng)于參考反射鏡16上的被照明的面17的 大小，并且一方面通過位于光導(dǎo)體26的輸入?yún)^(qū)域處的光學(xué)系統(tǒng)并且另一方面通過設(shè)置在 光導(dǎo)體26的輸出區(qū)域中的光學(xué)系統(tǒng)28確定,其中位于光導(dǎo)體26的輸入?yún)^(qū)域處的光學(xué)系統(tǒng) 在所示出的示例中包括透鏡23和24。
[0040]在所描述的OCT裝置的情況下，用探測器30檢測出現(xiàn)的干涉圖案，其中產(chǎn)生對應(yīng) 的干涉信號。在此，用于掃描干涉信號的探測器30的掃描速率必須被選擇為，使得能夠以 足夠的精度檢測該干涉圖案的時(shí)間變化。這在應(yīng)當(dāng)針對深度掃描實(shí)現(xiàn)高速度時(shí)一般需要高 掃描速率。
[0041]深度掃描在所描述的系統(tǒng)情況下優(yōu)選通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即參考反射鏡16與分 束器11的光學(xué)距離在利用探測器30以速度V檢測被樣品I反射的光期間被改變以下光學(xué) 路程，該光學(xué)路程明顯大于耦合輸入到干涉儀10中的光的平均波長。優(yōu)選地，在此情況下 在樣品I的至少100個(gè)不同深度被反射的光被探測器30檢測。尤其優(yōu)選的是，所述光學(xué)路 程周期性地以明顯大于耦合輸入到干涉儀10中的光的平均波長的幅度被改變。用所述光 學(xué)路程或以所述幅度對參考反射鏡16的光學(xué)距離的改變優(yōu)選是耦合輸入到干涉儀10中的 光的平均波長的至少100倍，尤其是至少1000倍?；谠谠摼嚯x變化情況下的大路程，參 考反射鏡16的該運(yùn)動也被稱為宏觀運(yùn)動。
[0042]由于一般必須分別在多個(gè)時(shí)刻掃描干涉圖案的各個(gè)周期，因此在樣品I的深度方 向上的最大可能掃描速度取決于探測器30的最大可能掃描速率。在使用具有高空間分辨率、也就是具有每長度單位大量探測器元件的快速探測器陣列的情況下，最大掃描速率典 型地位于大約IkHz的范圍中。這在耦合輸入到干涉儀中的光的平均波長例如為1300nm的 情況下，當(dāng)對于干涉結(jié)構(gòu)的每個(gè)周期記錄4個(gè)點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)致針對深度掃描的最大速度為大約 0.1mm/Sn
[0043]為了提高深度掃描的速度，在當(dāng)前的OCT裝置中對于待檢測的光用可以比多普勒 頻率fD大或小直至40%的頻率來調(diào)制探測器30的靈敏度的時(shí)間變化曲線，其中多普勒頻率 fD通過耦合輸入到干涉儀10中的光的平均波長\ 0和可移動參考反射鏡16的速度V被如 下給出:fD=2v/ A QO該調(diào)制的典型頻率位于IkHz與25kHz之間的范圍中。特別優(yōu)選的是， 探測器靈敏度的調(diào)制頻率不等于多普勒頻率fD。
[0044]在此情況下，被樣品I反射并且落在探測器30上的光與探測器30的經(jīng)過調(diào)制 的靈敏度疊加，使得探測器30在檢測落在探測器30上的干涉圖案時(shí)產(chǎn)生低頻差拍信號 (Schwebungssignal)而不是具有多個(gè)周期的高頻干涉信號,所述低頻差拍信號具有比該高 頻干涉信號明顯少的周期。因此與在掃描高頻干涉信號而不調(diào)制探測器30的靈敏度的情 況下相比，在掃描該差拍的情況下每時(shí)間單位需要明顯更少的掃描時(shí)刻而不在此情況下丟 失相關(guān)信息。在探測器30的給定最大掃描速率的情況下，這導(dǎo)致針對所述系統(tǒng)的深度掃描 的最大速度可以被提高到多倍。
[0045]探測器30的靈敏度例如可以被直接或用布置在探測器30前的可控制電子快門調(diào) 制。替換或附加地，在探測器30之前的光學(xué)元件的特性、例如探測器物鏡對于被樣品I反 射的光的穿透性可以被調(diào)制。由此與具有恒定探測器靈敏度的系統(tǒng)相比，掃描速度被提高 到4倍或甚至8倍。
[0046]參考反射鏡16的運(yùn)動速度優(yōu)選與探測器30的靈敏度調(diào)制的頻率處于固定關(guān)系并 且尤其是被選擇為，使得在形成的差拍信號的周期持續(xù)時(shí)間內(nèi)整數(shù)個(gè)掃描時(shí)刻、優(yōu)選4個(gè) 掃描時(shí)刻適合。
[0047]通過這種方式掃描的差拍信號還必須在可視化之前被處理，因?yàn)樵谶@些信號中還 包含干涉信息。應(yīng)當(dāng)被可視化的主要信息是相應(yīng)干涉的深度位置和幅度，但是不是干涉結(jié) 構(gòu)本身。為此必須對差拍信號解調(diào)，其方式是例如通過傅里葉或希爾伯特(Hilpert)變換 確定差拍信號的所謂包絡(luò)。
[0048]由于差拍信號的相位一般是未知的并且該相位對于來自不同深度的不同差拍信 號也可以是不同的，因此采用與相位無關(guān)的數(shù)字解調(diào)算法。優(yōu)選地，為了用每周期4個(gè)掃描 時(shí)刻掃描干涉信號使用所謂的90°相移算法。由此實(shí)現(xiàn)對差拍信號的快速解調(diào)。
[0049]優(yōu)選地，探測器30的靈敏度調(diào)制的周期包括兩個(gè)子周期，其中在第一子周期期間 該探測器對于待檢測的光是靈敏的，并且在第二子周期期間該探測器對于待檢測的光是不 靈敏的。一般地，第一和第二子周期是相同長度的。但是可能有利的是，將第一和第二子周 期的持續(xù)時(shí)間構(gòu)成為不同長的。這例如當(dāng)從光源20發(fā)出或耦合輸入到干涉儀10中的光和 /或被樣品I反射的光的強(qiáng)度相對較小時(shí)適用。在這些情況下，第一子周期可以被選擇為， 使得其持續(xù)時(shí)間比第二子周期的持續(xù)時(shí)間長。通過這種方式，即使在光強(qiáng)度小的情況下除 了高深度掃描速度之外也保證高的信噪比并由此保證高的圖像質(zhì)量。
[0050]替換于探測器30的靈敏度，還可以在時(shí)間上調(diào)制耦合輸入到干涉儀10中的光的 強(qiáng)度，其中在優(yōu)選實(shí)施以及有利的作用方面針對上述探測器靈敏度調(diào)制的闡述對應(yīng)地適用。
[0051]輻射源21優(yōu)選包括螺旋形導(dǎo)線，該螺旋形導(dǎo)線被透明的包封、優(yōu)選由玻璃制成的包封包圍。優(yōu)選地，輻射源21被構(gòu)造為鹵素白熾燈、尤其是鎢-鹵素白熾燈，其中作為導(dǎo)線使用鎢導(dǎo)線并且用包含例如碘或溴的鹵素的氣體填充所述包封的內(nèi)部。通過施加電壓使螺旋形導(dǎo)線發(fā)光，由此該螺旋形導(dǎo)線發(fā)送空間不相干的光。在本發(fā)明意義上空間不相干的光可以被理解為以下光，該光的空間相干長度小于15 y m并且尤其是僅為小的幾微米，即在大約1μ m與5 1μ m之間。
[0052]由輻射源21產(chǎn)生的空間不相干的光穿過光學(xué)濾波器22，該光學(xué)濾波器被構(gòu)造為帶通濾波器并且基本上僅對在可預(yù)先給定的光譜帶寬內(nèi)的光是可穿透的。光學(xué)濾波器22 具有鐘形或高斯形的光譜濾波特性，其中只有由輻射源21產(chǎn)生的光的以下光譜光分量可以穿過該光學(xué)濾波器22，該光譜光分量在預(yù)先給定的帶寬內(nèi)位于所述鐘形或高斯形光譜濾波特性的平均波長附近。
[0053]在本發(fā)明意義上的高斯形光譜濾波特性可以被理解為，光學(xué)濾波器22對于具有特定波長入的光的穿透注與
【權(quán)利要求】
1.用于光學(xué)相干斷層掃描的方法，其中借助光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)記錄對象(I)的第一平面(S)的區(qū)域中的第一圖像(60)和該對象(I)的第二平面(F)的區(qū)域中的第二圖像(61)，其中該對象(I)的第二平面(F)與該對象(I)的第一平面(S)不同，其特征在于，實(shí)時(shí)地記錄該對象(I)的第一平面(S)的區(qū)域中的第一圖像(60)和該對象(I)的第二平面(F)的區(qū)域中的第二圖像(61)，并且依據(jù)尤其是由操作人員給出的控制命令將第一圖像(60)或第二圖像(61)作為實(shí)時(shí)圖像并且將相應(yīng)另一圖像、也就是第二或第一圖像(61或60)作為靜止圖像同時(shí)再現(xiàn)于顯示裝置(52)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述對象(I)的第一平面(S)基本上平行于照射方向地伸展，由所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)輻射的光在該照射方向上落到所述對象(I)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述對象(I)的第二平面(F)基本上垂直于照射方向地伸展，由所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)輻射的光在該照射方向上落到該對象(I)上。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中第一和/或第二圖像(60或61)以每秒至少一個(gè)圖像、優(yōu)選每秒至少五個(gè)圖像的記錄速率被記錄。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在所述顯示裝置(52)中作為實(shí)時(shí)圖像再現(xiàn)的第一或第二圖像(60或61)以每秒至少一個(gè)圖像、優(yōu)選每秒至少五個(gè)圖像的重復(fù)速率被再現(xiàn)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中如果自通過控制命令觸發(fā)地從第一或第二圖像(60或61)作為實(shí)時(shí)圖像的再現(xiàn)切換到第一或第二圖像(60或61)作為靜止圖像并且第二或第一圖像(61或60)作為實(shí)時(shí)圖像的再現(xiàn)以來經(jīng)過了預(yù)先給定的時(shí)間區(qū)間，尤其是至少十秒，則在該切換之后更新作為靜止圖像再現(xiàn)的第一或第二圖像(60或61 )。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在第一運(yùn)行模式中記錄第一圖像(60)， 在該第一運(yùn)行模式時(shí)被所述對象(I)反射或散射回的光僅由 所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)的位置分辨的探測器(30)的子面(A2)檢測，而所述光學(xué)相干斷層掃描裝置 (10-30)的反射器(16)至分束器(11)的光學(xué)距離被改變以下光學(xué)路程，該光學(xué)路程明顯大于耦合輸入到所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)中的光的平均波長(Xci),尤其是為該平均波長的至少100倍。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在第二運(yùn)行模式中記錄第二圖像(61)， 在該第二運(yùn)行模式時(shí)在改變所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)的反射器(16)至分束器(II)的光學(xué)距離期間被對象(I)反射的光由探測器(30)的探測器元件(31)檢測多次、尤其是至多五次，其中所述反射器(16)至所述分束器(11)的光學(xué)距離的改變至多是耦合輸入到所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)中的光的平均波長(Xci)的十倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述對象(I)的第二平面(F)在該對象(I)中的特定深度(T)中伸展并且通過所述反射器(16)與所述分束器(11)的距離調(diào)整該對象(I)中的所述深度(T)，其方式是將所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)的所述反射器(16)至所述分束器(11)的光學(xué)距離改變以下光學(xué)路程，該光學(xué)路程明顯大于耦合輸入到所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)中的光的平均波長(入J，尤其是為該平均波長的至少100倍。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中當(dāng)包含有光學(xué)相干斷層掃描裝置 (10-30)的至少一部分的測量頭(57)從定義位置、尤其是靜止位置遠(yuǎn)離時(shí)，自動啟動借助所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)對第一和/或第二圖像(60或61)的記錄。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中當(dāng)包含有光學(xué)相干斷層掃描裝置 (10-30)的至少一部分的測量頭(57)被置于定義位置、尤其是靜止位置時(shí)，自動轉(zhuǎn)換到圖像觀察模式中，其中在圖像觀察模式中將所有顯示在所述顯示裝置(52)中的圖像(60，61)作為靜止圖像再現(xiàn)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在考慮至少一個(gè)參數(shù)的情況下進(jìn)行對第一和/或第二圖像(60或61)的記錄，所述至少一個(gè)參數(shù)在所述顯示裝置(52)中顯示和/ 或能夠由操作人員選擇和/或改變，其中所述至少一個(gè)參數(shù)涉及待檢查對象(I)的特性、尤其是濕度含量，該待檢查對象尤其是人類或動物皮膚。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在記錄第一和/或第二圖像(60或61)時(shí)檢測在所述對象(I)的特定深度(T)中被反射或散射回的光，其中在檢測該光期間按照以下方式調(diào)整位于所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)的樣品臂(14)中的樣品物鏡(14a)的成像特性，即樣品物鏡(14a)的聚焦點(diǎn)位于所述對象(I)中的相應(yīng)深度(T)的區(qū)域中。
14.根據(jù)權(quán)利要求12和13的方法，其中依據(jù)所述至少一個(gè)參數(shù)來調(diào)整位于所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)的樣品臂(14)中的樣品物鏡(14a)的成像特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中依據(jù)所述至少一個(gè)參數(shù)調(diào)整所述樣品物鏡(14a)的一個(gè)或多個(gè)透鏡在對象(I)方向上運(yùn)動的速度與所述光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)的參考反射鏡(16 )運(yùn)動的速度的比例。
16.用于光學(xué)相干斷層掃描的系統(tǒng)(50)，具有用于記錄對象(I)的第一平面(S)的區(qū)域中的第一圖像(60)和該對象(I)的第二平面(F)的區(qū)域中的第二圖像(61)的光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)，其中該對象(I)的第二平面(F)不同于該對象(I)的第一平面(S)，以及具有用于再現(xiàn)第一和第二圖像(60，61)的顯示裝置(52)，其特征在于控制裝置，用于按照以下方式控制該光學(xué)相干斷層掃描裝置(10-30)，即實(shí)時(shí)地記錄對象(I)的第一平面(S)的區(qū)域中的第一圖像(60)和該對 象(I)的第二平面(F) 的區(qū)域中的第二圖像，以及用于按照以下方式控制所述系統(tǒng)(50)，即依據(jù)尤其是可由操作人員輸入的控制命令將第一圖像(60)或第二圖像(61)作為實(shí)時(shí)圖像并且將相應(yīng)另一圖像、也就是第二或第一圖像(61或60)作為靜止圖像同時(shí)再現(xiàn)于所述顯示裝置(52)中。
【文檔編號】A61B5/00GK103443579SQ201280017178
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月6日
【發(fā)明者】R.內(nèi)博西斯, G.維倫斯, W.肖雷 申請人:愛克發(fā)醫(yī)療保健公司