CN110945315B - Oct图像采集设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种借助光学相干断层扫描检测对象的OCT检查设备，其包括：发射OCT辐射的OCT辐射源；OCT光路，该OCT光路包括来自OCT辐射源的OCT辐射的OCT输出方向；容纳OCT辐射源的壳体；构造在壳体中、COT辐射源的OCT辐射的出射孔；穿过出射孔的辐射的OCT出射方向；控制单元，该控制单元采用信号技术与OCT辐射源相连接并且构造用于，在采集时间段内采集相互间隔开的多个测量轮廓并且在该采集时间段内控制所述用于发射OCT辐射的OCT辐射源，以便在采集时间段的期间使OCT输出方向和OCT入射方向在其角度定向上彼此保持恒定。

Description

OCT图像采集设备
技术领域
本发明涉及一种用于借助光学相干断层扫描检测对象的OCT检查设备，其包括OCT辐射源，该OCT辐射源发射波长为400nm至2000nm的和如下光谱带宽的OCT辐射，所述光谱带宽至少包括20nm至400nm的范围，或者具有小于20nm到400nm的窄的带宽，其中，辐射源是可调谐的，使得所述窄带宽通过时间错开地发射不同波长的波构成20nm至400nm的较宽的带宽；OCT光路，该OCT光路包括来自OCT辐射源的OCT辐射的OCT输出方向和被图像目标反向散射的OCT辐射的OCT输入方向；用于接收OCT辐射源的被反向散射的OCT辐射的OCT辐射接收器；容纳OCT辐射源和OCT辐射接收器的壳体；OCT辐射源的OCT辐射的构造在壳体中的出射孔；OCT辐射源的被反向散射的OCT辐射的构造在壳体中的入射孔；穿过出射孔的辐射的OCT出射方向、穿过入射孔的被反向散射的OCT辐射的OCT入射方向；控制单元，该控制单元在信号技术方面与OCT辐射源和OCT辐射接收器相连接并且构造用于，在采集时间段内采集相互间隔开的多个测量轮廓并且在该采集时间段内控制所述用于发射OCT辐射的OCT辐射源和所述用于接收被反向散射的OCT辐射的OCT辐射接收器。
背景技术
光学相干断层扫描(OCT)是这样一种检查方法，在该检查方法的情况下，借助干涉仪将低相干长度的光用于在散射材料中进行距离测量。在医学中例如将OCT检查方法用于体内和体外检查，除了该医学应用外，也在医学之外的其它领域中用于检查散射材料。原则上可理解为，根据本发明的OCT诊断设备和根据本发明的用于对对象进行OCT图像采集的方法能够用作在人体或者动物身上采用的诊断方法，但是也能够作为分析方法而用于其它目的，即除这种在人体和动物身上采用的诊断方法之外的其它目的。OCT检查方法的特征在于，被检查的材料不会由于OCT检查过程而发生变化并且因此既不具有手术效果、也不具有治疗效果。可以理解为，所要求保护的用于对对象进行OCT图像采集的方法是本发明的主题，但是应当局限在如下范围内，该范围排除对在人体上的诊断方法采取专利保护，即排除对这种在人体上的诊断方法的保护。
OCT系统是如下的测量系统，其通过将测量光束朝待检查目标的、理想化地可作为点来观察的面定向而基于被反向散射的辐射对该目标进行点测量。为了在较大的面区域上或者整体上对目标表面和直接处于该表面下方的深度区域(典型的进入深度为1至3mm)进行成像，OCT测量系统因此必须借助扫描(典型地作为线性扫描进行)使测量光束在表面上运动。该扫描在OCT测量系统的情况下通过马达驱动的转向镜实现。因此，高质量的OCT图像采集这样实施，使得将待检查目标固定，将OCT测量设备相对于目标设置在固定的位置上并且然后通过借助偏转镜自动化进行的扫描来扫描目标表面，以便因此通过多次的单点测量获得对于表面的和直接处于表面下方的区域的描绘。
这种测量方法整体上已证明是可靠的，可实现可靠的成像质量并且能够借助快速测量执行。然而缺点是，需要固定待检查的目标，以便在扫描时间段内避免目标和OCT测量设备之间的相对运动。在将OCT测量设备用于诊断目的的情况下，例如检查人眼的视网膜时，这种固定是尤其不利的，因为为此用于固定头部或者说眼睛所需的耗费是极高的。
由US 2017/0027438 A1中已知一种具有耦入的OCT检查设备的手术显微镜。在此，OCT测量光束经由两个可运动镜和一个固定镜耦入到显微镜的光路中并且因此转向三次。OCT光束的引导光路应当通过所述双重控制的转向而保持基本平行于显微镜100的光轴，以便避免图像失真。在这方面已知的技术不适合于使来自OCT源的OCT光束的输出方向和来自壳体的OCT光束的出射方向之间的角度保持恒定，而只能达到使该角度基本恒定。在这种构造方案的情况下，实际上无法基于双重转向和借助双重转向对检查区域进行扫描的原理而使所述角度保持平行于显微镜的轴线，但是在本发明的意义中不可将这种构造方案理解为，由此使在来自OCT源的OCT光束的输出方向和来自壳体的OCT光束的出射方向之间的角度保持恒定。这样已知的设备借助OCT设备通过扫描过程来检测检查区域并且因此要求将设备相对于待检查目标固定。此外，该设备占用极大的结构空间并且因此不便于在狭窄的空间情况下使用。
发明内容
因此存在对如下OCT检查设备的需求，所述OCT检查设备整体上简化了OCT检查的执行并且相对于由于在OCT测量设备和待检查目标之间的相对运动产生的测量误差更加不敏感。
该任务借助开头所述类型的OCT检查设备解决，其方式为：控制单元构造用于，在采集时间段期间使OCT输出方向和OCT出射方向在其角度定向方面相对于彼此保持恒定。
根据本发明，在根据本发明的OCT检查设备的情况下也通过借助测量光束扫描检查目标的表面来执行图像采集。该图像采集在采集时间段期间进行，该采集时间段从采集扫描中的第一测量点开始并且到采集扫描中的最后一个测量点结束。在该采集时间段内，测量光束移动经过多个、即至少两个、通常是几百个或者几千个测量点并且由此例如逐行地或者螺旋状地扫描所述表面。
该扫描在现有技术中是通过可机动调节的偏转镜或者其它光束转向设备自动化地进行的，由此使来自OCT辐射源的光束的OCT输出方向在其角度定向方面相对于来自OCT检查设备的测量光束的OCT出射方向是可变化的并且在采集时间段期间发生变化，以便执行扫描，而在根据本发明的OCT检查设备的情况下使OCT输出方向的和OCT出射方向的角度定向在整个采集时间段期间保持恒定。因此，根据本发明的OCT检查设备能够放弃机动化地或者以其它方式实现的对在OCT输出方向和OCT出射方向之间的这一角度定向的调节并且尤其是也放弃使用可调节式偏转镜，这具有另外的优点：根据本发明的OCT检查设备能够比已知的OCT检查设备设计得更为紧凑。替代于对所述对转向镜的或者根据现有技术的相应地不同构造的可变化的光束转向装置的机动调节，所述OCT设备的紧凑的实施方案允许通过使OCT检查设备相对于待检查目标运动而执行对待检查的目标表面的扫描。该相对运动能够通过OCT检查设备本身的位移或者枢转或者二者的结合而实现，但是同样也能够在空间上保持位置固定的OCT检查设备的情况下使待检查目标移动或者枢转，以便产生扫描所需的相对运动。
在根据本发明的OCT检查设备的情况下使OCT测量光束穿过出射孔朝待检查目标定向并且被反向散射的OCT辐射穿过入射孔再次射入OCT检查设备中。原则上可理解为，虽然在特定的应用情况中能够设有两个单独的开口,但是特别优选的是，将入射孔和出射孔通过一个唯一的壳体开口构成。尤其是从所述唯一的开口出发的OCT辐射、即测量光束和反向散射的OCT辐射能够同轴地延伸，这使得OCT检查设备相对于在入射孔/出射孔和待检查表面之间的不同的测量间距是不敏感的。
根据一个另外的优选的实施方式规定，出射孔和OCT辐射源这样设置，使得OCT出射方向和OCT输出方向彼此平行地、尤其是同轴地延伸。根据该实施方式能够使从OCT辐射源中射出的辐射直接朝出射孔方向定向并且不必再偏转，以便由OCT辐射源穿过出射孔射出。该实施方式尤其适合于壳体的纤薄的结构形式，例如呈纵向延伸的管状壳体的形式，其能够对使用者特别友好地实现对OCT检查设备的操纵。
根据一个另外的优选的实施方式，通过观察装置扩展OCT检查设备，该观察装置包括：
照射辐射源，该照射辐射源将在可见的或者红外的观察波范围内的光发射到穿过出射孔的照射光路中；和观察图像传感器，该观察图像传感器对于观察波范围内的辐射是敏感的并且接收来自穿过入射孔的照射光路的、在可见的或者红外的观察波范围内的反射光，其中，观察光路和OCT出射方向彼此平行地、尤其是同轴地延伸。这种观察装置能够允许使用者通过借助其它的检查方法进行扫描而与OCT图像采集同步地观察检查目标，所述其它检查方法借助在可见的或者红外的范围内的光对表面进行成像。该观察装置一方面能够实现，借助两种不同的成像方法执行同步检查，另一方面能够借助观察装置在执行OCT检查期间监控OCT测量光束朝待检查目标的的定向并且能够根据由观察装置采集的图像对OCT测量光束进行定向。尤其是能够在借助观察装置采集的影像中标记测量光束的位置。如果不存在观察装置，使用者可能必须在没有直接的位置监控的情况下对待检查目标执行扫描，而在存在观察装置的情况下，这则能够有针对性地进行并且控制单元尤其是能够构造用于，将OCT出射方向的测量光束的定向和该测量光束的当前为止的扫描点(即扫描的延伸走向)显示到借助观察装置创建的影像中。
根据本发明，对检查目标的扫描通过在OCT检查设备和检查目标之间的相对运动实现。因此与现有技术相反，检查目标和OCT检查设备在采集时间段期间在其相对于彼此的位置方面不必是恒定的或者说不变的并且所述扫描不必通过OCT测量光束在OCT检查设备内部的、可变的转向或者偏转来实现，所述扫描并且由此OCT测量光束的相对运动而是通过在OCT辐射光源和待检查目标之间的相对运动实现的。在此，该相对运动尤其能够通过徒手引导OCT检查设备的使用者手动进行。原则上，这能够以简化的形式这样执行，使得使用者手动地并且无视觉控制地实施扫描运动并且在此依赖于，使用者能够机动可靠地实施这种逐行扫描。但是，该手动扫描也能够通过视觉控制来辅助或者引导，例如以如下方式：在屏幕上为使用者显示运动方向指示标识，该运动方向指示标识通过箭头或者类似符号指示应由其手动执行的扫描方向，或者以如下方式：通过相应复现OCT检查图像向使用者指示已借助OCT测量光束采集的区域，使得根据由使用者手动实施的扫描运动与扫描同步地构建已采集的待检查目标的表面。这能够允许使用者根据构建的OCT检查图像实时地或者时间错开地检查和纠正由其手动执行的扫描路径并且以这种方式手动地执行螺旋状的或者逐行的或者以其它几何形状引导的扫描。
在此，能够将OCT检查设备进一步扩展，其方式为：电子控制单元包括图像处理单元，该图像处理单元构造用于，将由被观察图像传感器接收的反射光构成的第一图像和相比于该第一图像时间延迟地由被观察图像传感器接收的反射光构成的、与第一图像相邻的第二图像拼合成一个整体图像。电子控制单元的这种构造方案能够实现，由扫描运动(即在采集时间段期间通过在OCT检查设备或者说OCT辐射源和待检查目标之间的相对运动得到彼此时间错开的多个图像的拍摄画面)创建被扫描的待检查目标表面的整体图像。该拼合能够通过将各个图像相互接合来实现，其中，将具有相同的图像内容的重合区域相应重合地设置或者说仅从两个接合图像的其一中提取这些图像内容，以便实现清晰并且无空隙地创建整体图像。电子控制单元尤其能够构造用于，将多个图像拼合成一个整体图像。此外，电子控制单元能够构造用于，在这些图像内部标记借助OCT测量光束采集到的区域。此外，电子控制单元能够构造用于，根据拼合的观察装置的图像也将借助OCT测量光束测定的图像值拼合成OCT整体图像。这尤其是能够这样实现，使得根据通过重合部确定的观察装置的图像的相对于彼此的定位确定各个OCT测量点相对于彼此的方位并且将这些测量点在其方位上彼此对应。
此外还优选的是，图像处理单元构造用于，识别第一和第二图像的重叠区域，在该重叠区域中重现了第一和第二图像中的一致的图像区段；并且这样拼合第一和第二图像，使得整体图像由第一和第二图像以第一图像和第二图像在一致的图像区段中的重合部拼合而成。根据所述这样通过控制单元确定的一致的图像区域能够对两个待接合图像的相对于彼此的方位执行明确的对应并且因此创建无空隙的整体图像。尤其是所述对两个或者多个不同图像中的一致的图像内容的识别能够在相应的图像中实现OCT测量点的明确对应，使得基于这种确定的重合部也能够实现对这些OCT测量点的方位的明确对应。
此外，在此能够规定，图像处理单元构造用于，对第一和/或第二图像进行矫正，尤其是通过使第一和/或第二图像围绕作为枢转轴线的图像平面法线枢转，和/或对第一和/或第二图像进行缩放，尤其是在所有区域中以一致的缩放因子进行缩放或者以在一个或者在相互垂直的两个空间方向上减小的缩放因子进行缩放。根据该扩展方式，图像处理单元构造用于，在识别一致的图像区段的过程中进行矫正，该矫正能够存在于枢转过程或者缩放过程中或者在两个过程中均存在。在此，缩放也可理解为仅在轴向上的缩放，即该缩放不会使图像的长宽比保持恒定，而是会改变该长宽比。通过这样对图像进行缩放和枢转能够补偿不同的拍摄方向和不同的拍摄比例以及由此产生的拼合失真效果并且将由于这种失真效果而具有不同的拍摄角度或者拍摄比例的两个相邻图像接合，而这些失真不会作为错误出现在整体图像中。控制单元尤其是能够构造用于，在对一致的图片部分进行检验时对两个图像进行对比，该对比会考虑到这种失真效果，其方式为：对图像进行矫正并且基于矫正图像对一致的图像区段执行图像对比分析。
此外还优选的是，控制单元构造用于，对从由OCT辐射接收器接收的被反向散射的OCT辐射中创建的测量轮廓和同时从由观察图像传感器接收的光中采集的图像进行处理，并且在图像中标记示出测量轮廓的位置的区域。通过同步地处理被反向散射的OCT辐射和从中创建的测量轮廓和由观察图像传感器接收的光，将OCT测量轮廓相对于借助观察图像传感器采集的图像在空间上进行明确对应变得可能并且由此能够根据借助观察图像传感器拍摄的图像按照在空间上相对于彼此的正确方位实现对各个OCT测量的排列。
根据一个另外的优选的实施方式规定，OCT辐射源和OCT辐射接收器不可运动地设置在壳体中。通过这种不可运动的布置，一方面实现OCT检查设备的牢固的实施方案，此外能够基于该在空间上不可运动的布置将OCT检测设备紧凑地构建并且安装在纤薄的壳体中。
此外还优选的是，OCT光路不可运动地在壳体中延伸。根据本发明，通过OCT光路的不可运动的延伸走向(OCT光路不仅包括所发射出的、从OCT辐射源直至壳体中的出射孔的OCT辐射，而且也包括所接收的、从入射孔直至OCT辐射接收器的被反向散射的OCT辐射)在检查设备内部放弃使用任何用于OCT辐射的可运动的或者可控制的转向器件，这在整体上能够实现OCT检查设备的牢固的且纤薄的结构。此外还优选的是，OCT光路相对于照射光路和观察光路是位置固定的。根据本发明，通过OCT光路与观察光路和照射光路的这种位置固定的、即相对于彼此不可运动的实施方案，对OCT测量光束的定向和由此限定的OCT测量点在通过观察装置获取的图像中的位置实现已通过OCT检查设备的结构确定的明确对应。
此外还优选的是，通过方位检测单元对OCT检查设备进行扩展，该方位检测单元构造用于，测定OCT辐射接收器相对于位置固定的基准坐标系的方位、尤其是位置和/或定向；通过图像处理单元对OCT检查设备进行扩展，该图像处理单元与方位检测单元在信号技术方面耦合并且构造用于，从由OCT辐射接收器在第一时间点接收的被反向散射的OCT辐射中确定第一测量轮廓、从由方位检测单元在第一时间点传输给图像处理单元的方位数据中确定OCT辐射接收器在接收第一测量轮廓的被反向散射的OCT辐射的时间点的第一方位、与该第一测量轮廓时间错开地从由OCT辐射接收器在第二时间点接收的被反向散射的OCT辐射中确定与第一测量轮廓相邻的第二测量轮廓、从由方位检测单元在第二时间点传输给图像处理单元的方位数据中确定OCT辐射接收器在接收第二测量轮廓的被反向散射的OCT辐射的时间点的第二方位、根据第一和第二方位确定第一测量轮廓相对于第二测量轮廓的相对方位、并且将第一和第二测量轮廓拼合成一个整体测量轮廓，其方式为：将第一和第二测量轮廓以此前确定的相对方位引入到整体测量轮廓中。根据该实施方式，OCT检查设备此外包括方位检测单元。该方位检测单元构造用于，确定OCT检查设备的方位。该方位确定能够通过方位检测单元这样执行，使得OCT检查设备的方位在第一和第二时间点之间发生相对变化，例如以如下方式：通过一个或者相应多个加速度传感器(方位检测单元的组成部分)检测OCT检查设备的加速度或者OCT检查设备沿着多个轴线的加速度。方位检测单元也能够替选地或者附加地包括多个或一个传感器，所述传感器检测OCT检查设备相对于重力方向的定向，以便以这种方式检测OCT检查设备的绝对方位定向。此外，方位检测装置能够包含一个或者多个陀螺仪作为传感器，以便记录沿着多个轴线的位移或者枢转。
方位检测装置也能够这样构造，使得方位检测装置检测OCT检查设备相对于与OCT检查设备分离的和位置固定地安装在周围环境中的基准系统或者说相应地位置固定地安装的基准点的方位。
通过OCT检查设备的方位检测，一方面能够确定OCT检查设备在图像采集的时间点的方位(即位置和定向)并且因此根据这样确定的OCT检查设备的方位对按照时间间隔和在OCT检查设备的方位变化的情况下拍摄的多个图像或者OCT测量轮廓执行接合。这一方面能够根据绝对地确定的OCT检查设备的方位执行，但是替选地或者附加地也能够根据OCT检查设备的在时间上错开地拍摄的两个图像或者说OCT测量点之间的相对的方位变化执行。可理解为，所述的将OCT测量轮廓接合成整体测量轮廓能够仅根据方位检测单元的数据执行，但是也能够将方位检测单元的数据补充于其它处理方式用于将单个测量轮廓接合成整体测量轮廓，例如以如下方式：方位检测单元的数据补充性地用于根据借助观察装置拍摄的图像实现接合测量轮廓、确定其重合部和这样限定的各个OCT测量轮廓相对于彼此的方位。
本发明的一个另外的方面是用于借助光学相干断层扫描对对象进行OCT图像采集的方法，所述方法具有如下步骤：
-从OCT辐射源发射OCT辐射到OCT光路中，所述OCT光路包括
·来自OCT辐射源的OCT辐射的OCT输出方向，和
·被图像目标反向散射的OCT辐射的OCT输入方向，
所述OCT辐射的波长为400nm至2000nm和具有如下光谱带宽，所述光谱带宽
·至少包括20nm至400nm的范围，或者
·具有小于20nm到400nm的窄的带宽，其中，辐射源是可调谐的，使得所述窄的带宽通过时间错开地发射不同波长的波构成20nm至400nm的较宽的带宽，
-在OCT辐射接收器中接收OCT辐射源的被反向散射的OCT辐射，
其中，具有用于OCT光路的出射孔和入射孔的壳体容纳OCT辐射源和OCT辐射接收器，
-引导OCT辐射沿着OCT出射方向穿过出射孔，
-引导被反向散射的OCT辐射沿着OCT入射方向穿过入射孔，
-在采集时间段借助控制单元控制OCT辐射源和OCT辐射接收器，以用于借助OCT辐射源发射OCT辐射和用于借助OCT辐射接收器接收被反向散射的OCT辐射，
-在采集时间段期间从被反向散射的OCT辐射中采集相互间隔的多个测量轮廓，在采集时，在所述采集时间段期间，OCT输出方向和OCT出射方向在其相对于彼此的角度定向上是恒定的。
根据本发明的OCT图像采集方法的特征在于，在图像采集的情况下经过多个OCT测量点并且相应地采集多个OCT测量轮廓，在该图像采集期间，在来自OCT辐射源的OCT辐射的输出方向和来自OCT检查设备的OCT辐射的出射方向之间不会发生变化。如开头所述的那样，所述用于对对象进行OCT图像采集的方法能够用于在目标上进行任何OCT检查，可选地能够在不用做在人体或者动物身上的诊断方法的情况下实施本方法。
在此，所述方法能够以如下方式扩展：在第一图像的采集和第二图像的采集之间使观察图像传感器相对于图像目标运动、尤其是移动和/或枢转。在此，在观察图像传感器和待检查的图像目标之间的相对运动要么能够通过如下方式实现：在位置固定的检查目标的情况下使观察图像传感器运动，尤其是使其中设置有观察图像传感器的整个OCT检查设备运动。原则上，所述相对运动也能够通过观察图像传感器的和检查目标的运动实现。
根据一个另外的优选的实施方式规定，在采集时间段内采集第一测量轮廓和第二测量轮廓并且使第一和第二测量轮廓在空间方位上彼此对应并且接合成整体测量轮廓，尤其是以如下方式：与第一测量轮廓的采集同时地借助发射在可见的或者红外的波长范围内的光辐射和接收由目标反射的光采集第一图像、与第二测量轮廓的采集同时地借助发射在可见的或者红外的波长范围内的光辐射和接收由目标反射的光采集第二图像、在第一图像中标记第一测量轮廓的位置、在第二图像中标记第二测量轮廓的位置、根据图像分析将第一和第二图像拼合成一个整体图像，其方式为：将第一和第二图像的一致的图像区域重合地设置，并且根据第一测量轮廓的和第二测量轮廓在整体图像中的位置确定第一测量轮廓相对于第二测量轮廓的相对定位并且根据这样确定的相对定位将第一和第二测量轮廓拼合成整体测量轮廓或者以如下方式：与第一测量轮廓的检测同时地检测第一壳体的第一方位、与第二测量轮廓的采集同时地检测壳体的第二方位、根据壳体的第一方位相对于第二方位的相对变化确定第一测量轮廓相对于第二测量轮廓的相对定位并且根据这样确定的相对定位将第一和第二测量轮廓拼合成整体测量轮廓。
根据该实施方式将多个测量轮廓拼合成整体测量轮廓并且由此生成被检查目标表面的和处于其下方的、在该被检查表面下方的、表面的体积区域的相应的OCT检查示图。在此，将通过扫描获取的各个测量轮廓相互接合成整体测量轮廓，这能够根据借助确定单个图像的一致的图片内容和将单个图像相应地接合成整体图像(“Stiching”)进行的图片分析或者根据对OCT检查设备的壳体的方位和相应地对从该壳体中射出的OCT测量光束的方位的方位确定来实现或者能够将这两种用于将各个测量轮廓接合成整体测量轮廓的方法进行组合。
附图说明
本发明的实施和优点从以下附图说明中得出。在各附图中示出本发明的不同实施例。各附图和说明书包含单独地或者组合地具有功能的多个特征。可以理解为，所有特征适宜地不仅可以各自单独地考察，而且也可以结合成另外的合理的组合。附图如下：
图1示出根据本发明的OCT设备的示意性的结构。为了更良好的可示出性，所示出的OCT设备在比例上大于待测量的眼睛。
图2示出处于应用中的本发明的第一实施例。
图3a和图3b示出第二实施例，在该第二实施例中使患者以他的眼睛跟随运动的定位光。该定位光能够通过组件内部的屏幕生成和运动。
图4a示出根据本发明的OCT设备的第一测量结果的示例性示意图，其作为单个视频图像具有OCT测量点的中央标记和与其相配的A扫描。
图4b示出根据本发明的OCT装置的第二测量结果的示例性示意图，其具有彼此成行排列的视频图像、由OCT测量点得到的线和与其相配的B扫描。
具体实施方式
用于解决所述任务的OCT设备15包括短相干辐射源(例如超辐射发光二极管(SLD))(1)，其特征在于相应的波长(400nm-2000nm)和光谱带宽(20nm-400nm)，以便运行光学相干断层扫描(OCT)。此外，OCT设备包含光学器件(2)，借助该光学器件能够使测量光束(4)聚焦地朝测量目标定向。
OCT辐射沿OCT输出方向A从辐射源中射出并且照射到光学器件上。OCT辐射穿过光学器件并且沿着出射方向B从出射孔2a中射出。
可选地能够使用具有较小带宽的快速可调谐光源(所谓的扫频光源)代替宽带光源。
此外，组件包括OCT检测器(3)以用于记录测量光束的被反向散射的OCT辐射(5)。在宽带光源的情况下，OCT检测器可以是光谱仪，该光谱仪将被反向散射的OCT辐射光谱分解地在线性的传感器线阵上(傅里叶域OCT，Fourier-Domain-OCT)显示。在可调谐的OCT辐射源的情况下，OCT检测器能够由简单的点状的光传感器(光电二极管)组成(扫频光源OCT，Swept-Source-OCT)。在所谓的时域OCT模式下(在该模式下，基准光束的路径行程在测量期间会发生改变)，OCT检测器同样能够由点状的检测器组成。
与OCT测量光束共线地存在用于视频拍摄的成像光路。该成像光路(用于可见光和红外光)例如经由半透明的镜(11)耦入。成像光路由照射光路(6a)和观察光路(6b)组成。光照(7)例如通过在可见的或者红外的波长范围内的LED产生。反射光(6b)经由成像光学器件(2)射到光敏传感器(8)上(例如CCD芯片)。一方面将CCD芯片的图像信息直接在监视器上可视化(9)，另一方面将图像以数字方式存储在控制计算机(10)中的数据存储器上。
例如如果将OCT设备放置到眼睛(13)的角膜(12)上，则成像光路这样设计，使得能够通过该成像光路显示眼睛的视网膜(Retina)(14)的小的局部。组件(15)相对于眼睛(13)的运动(例如通过检查者(16)用手倾斜或侧向移动引起)照射视网膜的一个新的区域并且将该图像相应地显示在监视器上并且将信息以足够快速的占空比存储在控制计算机(10)中的数据载体上。
此过程系统化地大致类似于借助探照灯搜寻隐藏在黑暗中的表面。如果将被照射的各区域保留在记忆中，就能够得到对被搜寻的——被扫描的——表面的任意大的拼合图像。
在通过成像光路徒手扫描视网膜表面的同时，借助OCT测量光束在照射区域或者说视频截图的中央生成视网膜的深度轮廓。在此，OCT测量光束进入视网膜(或者其它样品)上的待测部位，一部分OCT辐射被反射或者说散射回至检测器。利用干涉仪使被反向散射的OCT辐射与基准光束重叠。由此形成单个的轴向干涉图。由基准光束和测量光束组成的单个干涉图(光学互相关)得到如下线性图案，该线性图案使光反射结构的强度及其相对的光学路径行程作为轴向的深度轮廓(“A扫描”或者“振幅模式扫描”)成像。然后通过使组件运动而引导测量光束横向地经过视网膜表面，由此能够通过扫描拍摄平面断层图(“B扫描”或者“亮度模式扫描”)或者甚至三维体积(“c模式扫描”)。
替代于使OCT设备15运动，在一个另外的实施方案中能够在位置固定的OCT设备的情况下使患者用他的眼睛跟随运动的定位光(17)。该定位光能够通过组件内部的屏幕产生并且在屏幕上运动。测量光束(4)、反向散射光(5)以及成像光路(6a、6b)能够穿过中央的开口(19)到达眼睛(13)并且重新返回测量组件(15)中。由此通过患者眼睛的运动同样形成对视网膜的扫描。
由于徒手引起的所述组件的运动(或者眼睛的运动)并且因此在视网膜上的扫描通常未受充分限定地或者无法复现地进行，因此有利的是，将在此产生的二维的、摄制的视网膜表面图像以及各个轴向的深度轮廓事后在控制装置中用相应的软件进行拼合(“Stiching”)。
为此，借助控制计算机(10)将所述单个拍摄的视频表面拍摄画面(20)转移至虚拟坐标系中并且最终拼合成整体图像(21)。OCT测量光束的位置能够在每个单独的表面拍摄画面中作为点(22)标记。对应于组件的运动，由各个标记点得到整体拍摄图像(21)上的一条或者多条连续的线(23)。与所拍摄的线同步地能够沿该线对OCT测量的每个单独的深度扫描(A扫描)(24)进行图形绘制，以便得到相应的平面断层图(B扫描)(25)。
将表面的单个图像(20)拼合成一个整体图像(21)可这样实现，使得两个相邻图像在相应一致的图像区段中的重合最大化并且可选地为了全等的重合而对单个图像进行矫正。
附加地在组件中安装有多个、例如三个传感器(30)，这些传感器记录并且记载组件在所有三个空间方向上的运动。这能够使对单个图像的拼合简化和精准化。这种类型的传感器(30)例如可以是加速度传感器，其记录平移运动和/或旋转运动或者经由重力记录组件相对于上方和下方的定向。同样能够将陀螺仪用作传感器(30)以用于记录和跟踪测量组件的运动。借助这些传感器能够确定OCT测量光束和成像光路在扫描的采集时间段内的每个测量时间点的定向。于是能够根据这样确定的定向将拍摄的图像接合成一个整体图像并且然后将检测到的OCT测量轮廓接合在整体测量轮廓上。

Claims (19)

1.用于借助光学相干断层扫描来检测对象的OCT检查设备(15)，所述OCT检查设备包括：
-OCT辐射源(1)，所述OCT辐射源发射OCT辐射(5)，该OCT辐射的波长为400nm至2000nm并且具有如下光谱带宽，所述光谱带宽
·至少具有20nm至400nm的范围，或者
·具有小于20nm至400nm的窄带宽，其中，辐射源(1)是可调谐的，使得所述窄带宽通过时间错开地发射不同波长的波构成20nm至400nm的较宽带宽；
-OCT光路，所述OCT光路包括
·来自OCT辐射源(1)的OCT辐射(5)的OCT输出方向(A)，和
·被图像目标反向散射的OCT辐射的OCT输入方向，
-用于接收OCT辐射源的被反向散射的OCT辐射的OCT辐射接收器(3)，
-容纳OCT辐射源和OCT辐射接收器的壳体，
-用于OCT辐射源的OCT辐射的构造在壳体中的出射孔(2a)，
-用于OCT辐射源的被反向散射的OCT辐射的构造在壳体中的入射孔，
-穿过出射孔(2a)的辐射的OCT出射方向(B)，
-穿过入射孔的被反向散射的OCT辐射的OCT入射方向，
-控制单元，所述控制单元在信号技术方面与OCT辐射源和OCT辐射接收器相连接并且构造用于，在采集时间段内采集相互间隔开的多个测量轮廓并且在该采集时间段内控制用于发射OCT辐射的OCT辐射源和用于接收被反向散射的OCT辐射的OCT辐射接收器，
其特征在于，所述控制单元构造用于，在采集时间段期间使OCT输出方向和OCT出射方向在其角度定向方面相对于彼此保持恒定，其方式为：OCT辐射源和OCT辐射接收器不可运动地设置在壳体中，包括所发射出的、从OCT辐射源直至壳体中的出射孔的OCT辐射和所接收的、从入射孔直至OCT辐射接收器的被反向散射的OCT辐射的OCT光路不可运动地延伸并且在检查设备内部放弃使用任何用于OCT辐射的可运动的或者可控制的转向器件，
所述OCT检查设备包括适用于生成运动的定位光的屏幕，所述控制单元适用于通过患者眼睛的运动形成对患者眼睛的视网膜的扫描，
所述OCT检查设备具有观察装置，所述观察装置包括照射辐射源(7)和观察图像传感器(8)，所述照射辐射源将可见的或者红外的观察波范围内的光射出到穿过出射孔的照射光路(6a)中，所述观察图像传感器对于观察波范围内的辐射是敏感的并且接收来自穿过入射孔的观察光路(6b)的、在可见的或者红外的观察波范围内的反射光，其中，观察光路(6b)和OCT出射方向(B)彼此平行地延伸，
所述控制单元包括图像处理单元，所述图像处理单元构造用于，将由被观察图像传感器接收的反射光构成的第一图像和与第一图像时间错开地由被观察图像传感器接收的反射光构成的、与第一图像相邻的第二图像拼合成一个整体图像(21)，
所述控制单元构造用于，对由被OCT辐射接收器接收的被反向散射的OCT辐射创建的测量轮廓和同时地从被观察图像传感器接收的光中采集的图像进行处理，并且在该图像中标记示出测量轮廓的位置的区域。
2.根据权利要求1所述的装置OCT检查设备，其特征在于，所述入射孔和所述出射孔(2a)通过一个唯一的壳体开口构成。
3.根据权利要求1所述的OCT检查设备，其特征在于，所述出射孔(2a)和所述OCT辐射源(1)设置成，使得OCT出射方向(B)和OCT输出方向(A)彼此平行地延伸。
4.根据权利要求3所述的OCT检查设备，其特征在于，所述OCT出射方向(B)和OCT输出方向(A)彼此同轴地延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的OCT检查设备，其特征在于，所述观察光路(6b)和OCT出射方向(B)彼此同轴地延伸。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的OCT检查设备，其特征在于，所述图像处理单元构造用于，识别第一和第二图像的重叠区域，在该重叠区域中重现了在第一和第二图像中的一致的图像区段；并且这样拼合第一和第二图像，使得整体图像由第一和第二图像以第一图像和第二图像在一致的图像区段中的重合部拼合而成。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的OCT检查设备，其特征在于，所述图像处理单元构造用于，矫正第一和/或第二图像。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的OCT检查设备，其特征在于，所述图像处理单元构造用于，以如下方式矫正第一和/或第二图像：
-使第一和/或第二图像围绕作为枢转轴线的图像平面法线枢转，和/或
-对第一和/或第二图像进行缩放。
9.根据权利要求8所述的OCT检查设备，其特征在于，在所有区域中以一致的缩放因子进行缩放或者以在一个或者相互垂直的两个空间方向上减小的缩放因子进行缩放。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的OCT检查设备，其特征在于，所述OCT辐射源和所述OCT辐射接收器不可运动地设置在壳体中。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的OCT检查设备，其特征在于，所述OCT光路在壳体中不可运动地延伸。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的OCT检查设备，其特征在于，所述OCT光路相对于照射光路和观察光路是位置固定的。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的OCT检查设备，其特征在于，所述OCT检查设备具有
-方位检测单元，所述方位检测单元构造用于，测定OCT辐射接收器相对于位置固定的基准坐标系的方位，和
-图像处理单元，所述图像处理单元在信号技术方面与方位检测单元耦合并且构造用于，
·从由OCT辐射接收器在第一时间点接收的、被反向散射的OCT辐射中确定第一测量轮廓，
·从由方位检测单元在第一时间点传输给图像处理单元的方位数据中确定OCT辐射接收器在接收第一测量轮廓的被反向散射的OCT辐射的时间点的第一方位，
·与第一测量轮廓时间错开地从由OCT辐射接收器在第二时间点接收的被反向散射的OCT辐射中确定与第一测量轮廓相邻的第二测量轮廓，
·从由方位检测单元在第二时间点传输给图像处理单元的方位数据中确定OCT辐射接收器在接收第二测量轮廓的被反向散射的OCT辐射的时间点的第二方位，
·根据第一方位和第二方位确定第一测量轮廓相对于第二测量轮廓的相对方位，以及
·将第一和第二测量轮廓拼合成一个整体测量轮廓，其方式为：将第一和第二测量轮廓以此前确定的相对方位引入到整体测量轮廓中。
14.根据权利要求13所述的OCT检查设备，其特征在于，所述方位检测单元构造用于，测定OCT辐射接收器相对于位置固定的基准坐标系的位置和/或定向。
15.用于利用根据权利要求1至14中任一项所述的OCT检查设备(15)借助光学相干断层扫描对对象进行OCT图像采集的方法，所述方法具有如下步骤：
-从OCT辐射源发射OCT辐射进入OCT光路中，所述OCT光路包括
·来自OCT辐射源的OCT辐射的OCT输出方向，和
·被图像目标反向散射的OCT辐射的OCT输入方向，
所述OCT辐射的波长为400nm至2000nm并且具有如下光谱带宽，所述光谱带宽
·至少包括20nm至400nm的范围，或者
·具有小于20nm到400nm的窄带宽，其中，辐射源是可调谐的，使得所述窄带宽通过时间错开地发射不同波长的波构成20nm至400nm的较宽的带宽，
-在OCT辐射接收器中接收OCT辐射源的被反向散射的OCT辐射，
其中，具有用于OCT光路的出射孔和入射孔的壳体容纳OCT辐射源和OCT辐射接收器，
-引导OCT辐射沿着OCT出射方向穿过出射孔，
-引导被反向散射的OCT辐射沿着OCT入射方向穿过入射孔，
-在采集时间段借助控制单元控制OCT辐射源和OCT辐射接收器，以用于借助OCT辐射源发射OCT辐射和以用于借助OCT辐射接收器接收被反向散射的OCT辐射，
-在采集时间段期间从被反向散射的OCT辐射中采集相互间隔的多个测量轮廓，
其特征在于，在所述采集时间段期间，OCT输出方向和OCT出射方向在其角度定向上是相对于彼此恒定的，其方式为：OCT辐射源和OCT辐射接收器不可运动地设置在壳体中，包括所发射出的、从OCT辐射源直至壳体中的出射孔的OCT辐射和所接收的、从入射孔直至OCT辐射接收器的被反向散射的OCT辐射的OCT光路不可运动地延伸并且在检查设备内部放弃使用任何用于OCT辐射的可运动的或者可控制的转向器件，
在一个屏幕上生成运动的定位光，并且通过患者眼睛的运动形成对患者眼睛的视网膜的扫描。
16.根据权利要求15所述的OCT图像采集的方法，其特征在于，在第一图像的采集和第二图像的采集之间使观察图像传感器相对于图像目标运动。
17.根据权利要求15所述的OCT图像采集的方法，其特征在于，在第一图像的采集和第二图像的采集之间使观察图像传感器相对于图像目标移动和/或枢转。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的OCT图像采集的方法，其特征在于，在采集时间段内采集第一测量轮廓和第二测量轮廓并且使第一和第二测量轮廓在其空间方位上彼此对应并且接合成整体测量轮廓。
19.根据权利要求15至17中任一项所述的OCT图像采集的方法，其特征在于，在采集时间段内采集第一测量轮廓和第二测量轮廓并且使第一和第二测量轮廓在其空间方位上彼此对应并且接合成整体测量轮廓，其方式为：
-与采集第一测量轮廓同时地借助发射在可见的或者红外的波长范围内的光辐射并且接收被目标反射的光来采集第一图像，
-与采集第二测量轮廓同时地借助发射在可见的或者红外的波长范围内的光辐射并且接收被目标反射的光来采集第二图像，
-在第一图像中标记第一测量轮廓的位置，
-在第二图像中标记第二测量轮廓的位置，
-根据图像分析将第一和第二图像拼合成一个整体图像，其方式为：将第一和第二图像的一致的图像区域重合地设置，并且
-根据第一测量轮廓和第二测量轮廓在整体图像中的位置确定第一测量轮廓相对于第二测量轮廓的相对定位并且根据这样确定的相对定位将第一和第二测量轮廓拼合成一个整体测量轮廓，
或者其方式为：
-与采集第一测量轮廓同时地检测壳体的第一方位，
-与采集第二测量轮廓同时地检测壳体的第二方位，
-根据壳体的第一方位与第二方位的相对变化确定第一测量轮廓与第二测量轮廓的相对定位并且根据这样确定的相对定位将第一和第二测量轮廓拼合成一个整体测量轮廓。
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