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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine OCT(optische Kohärenztomografie)-Sonde zur Aufnahme eines tomografischen Bildes nahe einer Oberflächenschicht eines Lumens.
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STAND DER TECHNIK
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Als Beobachtungssystem, das der detaillierten Beobachtung einer feinen Struktur nahe einer Oberflächenschicht eines Lumens dient, z. B. eines Verdauungsorgans oder eines Luftröhrenastes, befindet sich ein OCT-System in der praktischen Anwendung. Ein Beispiel für eine spezielle Konfiguration eines OCT-Systems dieses Typs ist beispielsweise in den japanischen Patentveröffentlichungen
JP3628026B (im Folgenden als Patentdokument 1 bezeichnet) und
JP4021975B (im Folgenden als Patentdokument 2 bezeichnet) beschrieben.
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Das OCT-System enthält eine OCT-Sonde, die in ein Lumen einzuführen ist. Die in den Patentdokumenten 1 und 2 jeweils beschriebene OCT-Sonde bestrahlt ein Objekt mit schwach kohärentem Licht, indem das von einer Lichtquelle ausgesendete schwach kohärente Licht durch eine Lichtleitfaser übertragen wird. Mit Drehen der Lichtleitfaser um deren Achse tastet das schwach kohärente Licht das Objekt in Umfangsrichtung ab. Das OCT-System misst nach dem Prinzip der Schwachkohärenz-Interferometrie, wieviel Abtastlicht und wo dieses Abtastlicht auf dem Objekt reflektiert und gestreut wird, und berechnet und erzeugt anhand der Messergebnisse Daten eines Bildes nahe einer Oberflächenschicht des Objektes. Das nahe der Oberflächenschicht erzeugte Bild hat eine höhere Vergrößerung sowie eine höhere Auflösung als ein Beobachtungsbild, das von einem herkömmlichen elektronischen Beobachtungsinstrument oder einem herkömmlichen Faseroptikinstrument erzeugt wird.
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Da die der Übertragung des schwach kohärenten Lichtes dienende Lichtleitfaser lang ist und der Form eines Lumens, in das die Lichtleitfaser eingeführt ist, folgend gebogen werden kann, wird die Lichtleitfaser in einer Hülle verwunden und verdreht. Deshalb wird ein Drehmoment, das von einem mit einer proximalen Seite der Lichtleitfaser gekoppelten Dreh- und Antriebsmechanismus erzeugt wird, nicht gleichmäßig auf einen Spitzenabschnitt der Lichtleitfaser übertragen. Ist die Übertragung des Drehmomentes nicht gleichmäßig, so schwankt die Drehgeschwindigkeit eines Umlenkprismas, das an dem Spitzenabschnitt der Lichtleitfaser angebracht ist, wodurch die Abtastgeschwindigkeit unregelmäßig wird. Die Präzision eines erzeugten tomografischen Bildes nimmt so im Ergebnis ab. Aus diesem Grunde ist die in den Patentdokumenten 1 und 2 jeweils beschriebene OCT-Sonde so konfiguriert, dass ein Drehmomentdraht (ein Drehmomentkabel und ein flexibler Schaft) um die Lichtleitfaser herum angeordnet ist, so dass das auf die proximale Seite wirkende Drehmoment zuverlässig auf den Spitzenabschnitt übertragen wird.
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ZUSMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Lichtleitfaser, die das schwach kohärente Licht überträgt, ist so angeordnet, dass ihre proximale Seite mit dem Dreh- und Antriebsmechanismus gekoppelt ist, wodurch die proximale Seite näherungsweise längs der Achse gehalten ist. Jedoch gibt es keine Komponente, welche die Spitzenseite der Lichtleitfaser hält. Die Lichtleitfaser ist in der Hülle im Zustand eines langen Kragarms gehalten. Wird die Lichtleitfaser durch Ansteuerung des Dreh- und Antriebsmechanismus gedreht, so erzeugt deshalb der Spitzenabschnitt der Lichtleitfaser in der Hülle eine Schwingbewegung. An der Spitze der Lichtleitfaser ist eine optische Komponente, z. B. ein Umlenkprisma, befestigt. Eine solche Konfiguration wirft auch das Problem auf, dass das Gewicht der optischen Komponente die Schwingbewegung des Spitzenabschnitts verstärkt. Erzeugt die Lichtleitfaser die Schwingbewegung, so ändert sich die Position des Umlenkprismas. Deshalb tritt das Problem auf, dass ein Brennpunkt instabil wird und sich wellenförmig bewegt, wodurch es unmöglich wird, ein feines tomografisches Bild zu erhalten.
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Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Umstände entstanden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine OCT-Sonde anzugeben, die geeignet ist, eine Schwingbewegung eines Spitzenabschnittes einer Lichtleitfaser zu vermeiden.
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Zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems sieht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine OCT-Sonde vor, umfassend: ein flexibles Rohr; eine Lichtleitfaser, die Objektlicht überträgt und in dem flexiblem Rohr um eine Achse der Lichtleitfaser frei drehbar gehalten ist; eine Objektivoptik, die an einer Spitze der Lichtleitfaser befestigt ist und eine Kondensoroptik, die das aus der Lichtleitfaser austretende Objektlicht verdichtet, und ein optisches Umlenkelement enthält, das ein Objekt mit dem Objektlicht bestrahlt, indem es das verdichtete Objektlicht umlenkt; und ein Schwerpunkt-Einstellelement, das an der Objektivoptik befestigt ist. Da das Schwerpunkt-Einstellelement bewirkt, dass ein gemeinsamer Schwerpunkt der Objektivoptik und des Schwerpunkt-Einstellelements auf der Achse der Lichtleitfaser angeordnet ist, wird eine Drehmittelachse eines Spitzenabschnitts der Lichtleitfaser stabil.
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Indem bewirkt wird, dass sich der Spitzenabschnitt der Lichtleitfaser stabil um deren Achse dreht, wird auch die Position der Objektivoptik stabil auf derselben Achse gehalten. Im Ergebnis wird so der Brennpunkt stabil, und eine solche Konfiguration hat den Vorteil, ein feines tomografisches Bild zu erhalten.
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Die Kondensoroptik, das optische Umlenkelement und das Schwerpunkt-Einstellelement sind beispielsweise aus dem gleichen Material oder aus Materialien, die dasselbe spezifische Gewicht aufweisen, hergestellt.
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Das optische Umlenkelement kann ein Umlenkprisma sein, das so ausgebildet ist, dass mindestens ein Ende einer Säule von einer Ebene geschnitten ist, die in Bezug auf eine Achsrichtung einen bestimmten Winkel bildet, und eine Schnittfläche der Säule zu einer Reflexionsfläche bearbeitet ist. Das Schwerpunkt-Einstellelement kann so ausgebildet sein, dass: das Schwerpunkt-Einstellelement auf einer zylindrischen Form basiert, die im Wesentlichen denselben Durchmesser wie das Umlenkprisma aufweist; eine Spitze des Schwerpunkt-Einstellelementes eine halbkugelige Form hat; und das Schwerpunkt-Einstellelement eine proximale Stirnfläche hat, die so ausgebildet ist, dass sie von einer Ebene geschnitten ist, die in Bezug auf eine Achsrichtung des Schwerpunkt-Einstellelementes den bestimmten Winkel bildet. Beispielsweise haftet die proximale Endfläche an einer Rückseite der Reflexionsfläche an und ist dort befestigt, so dass das Umlenkelement und das Schwerpunkt-Einstellelement koaxial zueinander liegen. Bei dieser Konfiguration tritt in einer auf die äußere Gestalt bezogenen Kontur keine Kante auf. Deshalb gibt es keinen Teil, der einen großen Flüssigkeitswiderstand während der Drehbewegung aufweist, wodurch das Auftreten einer Kavitation wirksam vermieden werden kann.
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Vorzugsweise ist mindestens ein Teil einer Außenumfangsfläche der Lichtleitfaser von einer Fluorkohlenstoff-Harzschicht umhüllt. In diesem Fall ist die Fluorkohlenstoff-Harzschicht vorzugsweise eine PTFE(Polytetrafluorethylen)-Schicht oder eine mehrlagige Schicht, in der eine PI(Polyimid)-Schicht und eine PFA(Polyfluoralkoxy)-Schicht einander überlagert sind. Bei dieser Konfiguration nimmt der Reibungswiderstand zwischen der Lichtleitfaser und dem flexiblen Schlauch ab. Selbst wenn die Lichtleitfaser während der Drehbewegung eine Innenumfangsfläche des flexiblen Schlauchs kontaktiert, ist deshalb der Verlust an Drehmoment gering und die Lichtleitfaser imstande, sich gleichmäßig zu drehen.
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Nach der Erfindung ist eine OCT-Sonde vorgesehen, die geeignet ist, eine Schwingbewegung eines Spitzenabschnitts einer Lichtleitfaser zu vermeiden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines OCT-Systems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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2 zeigt eine innere Konfiguration einer OCT-Sonde nach Beispiel 1 der Erfindung.
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3 zeigt eine innere Konfiguration einer OCT-Sonde nach Bespiel 2 der Erfindung.
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4 zeigt eine innere Konfiguration einer OCT-Sonde nach Beispiel 3 der Erfindung.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird ein OCT-System nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. 1 ist ein Blockdiagramm, das allgemein eine Konfiguration eines OCT-Systems 1 gemäß Ausführungsbeispiel zeigt. In 1 ist ein Weg eines elektrischen Signals mit einer doppelt strichpunktierten Linie, ein optischer Weg einer Lichtleitfaser mit einer durchgezogenen Linie und ein optischer Weg von Licht, das sich durch Luft oder lebendes Gewebe ausbreitet, mit einer gestrichelten Linie dargestellt. In der folgenden Erläuterung ist, was einen optischen Weg in
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Wie in 1 gezeigt, hat das OCT-System 1 eine OCT-Sonde 10 zur Aufnahme eines Bildes nahe einer Oberflächenschicht eines Lumens T, z. B. eines Verdauungsorgans oder eines Luftröhrenastes. Die OCT-Sonde 10 ist über eine Sondenabtastvorrichtung 30 mit einer Systemhaupteinheit 20 verbunden. Dabei verbindet die Sondenabtastvorrichtung 30 ein proximales Ende einer Lichtleitfaser 11 der OCT-Sonde 10 optisch mit einer Spitze einer Sondenlichtleitfaser 22, die aus einem Faserinterferometer 21 der Systemhaupteinheit 20 nach außen führt. In 1 ist zur Vereinfachung der Erläuterung eine Konfiguration der OCT-Sonde 10 mit einem Minimum an Elementen dargestellt, die zur Erläuterung des Prinzips der OCT-Beobachtung erforderlich sind. Zur Vereinfachung der Erläuterung ist ferner die Mittelachse (die mit der Drehachse der Lichtleitfaser 11 im Entwurf zusammenfällt) der OCT-Sonde 10 als „Referenzachse AX” bezeichnet.
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Zusätzlich zu dem Faserinterferometer 21 und der Sondenlichtleitfaser 22 hat die Systemhaupteinheit 20 eine schwach kohärente Lichtquelle 23, eine Signalverarbeitungsschaltung 24, eine Zuführlichtleitfaser 25, eine Referenzlichtleitfaser 26, eine Linse 27, einen Dach-Spiegel 28 und eine Steuerung 29. Die Steuerung 29 führt insgesamt verschiedene Arten von Steuerungen des OCT-Systems 1 durch, z. B. eine Lichtemissionssteuerung der schwach kohärenten Lichtquelle 23, eine Steuerung der Signalverarbeitungsschaltung 24 sowie eine Ansteuerung von Motoren für den Dach-Spiegel 28 und die Sondenabtastvorrichtung 30.
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Die schwach kohärente Lichtquelle 23 ist eine Lichtquelle, die imstande ist, schwach kohärentes Licht zu emittieren; dabei ist die schwach kohärente Lichtquelle 23 eine SLD (Superlumineszenz-Diode). Das von der schwach kohärenten Lichtquelle 23 emittierte schwach kohärente Licht fällt auf das proximale Ende der Zuführlichtleitfaser 25. Die Zuführlichtleitfaser 25 überträgt das auf sie fallende schwach kohärente Licht zu dem Faserinterferometer 21. Das Faserinterferometer 21 teilt das aus der Zuführlichtleitfaser 25 stammende schwach kohärente Licht mit einem optischen Koppler in zwei optische Wege. Einer der geteilten optischen Wege breitet sich durch die Sondenlichtleitfaser 22 in Form des Objektlichtes aus. Der andere der geteilten optischen Wege breitet sich durch die Referenzlichtleitfaser 26 in Form des Referenzlichtes aus.
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Die Sondenabtastvorrichtung 30 hat ein Drehgelenk 31, das die Spitze der Sondenlichtleitfaser 22 mit dem proximalen Ende der Lichtleitfaser 11 koppelt. Ein Radialabtastmotor 32 ist über einen nicht gezeigten Transmissionsmechanismus mit dem Drehgelenk 31 verbunden. Das Drehgelenk 31 dreht entsprechend der Ansteuerung des Radialabtastmotors 32 die Lichtleitfaser 11 um die Referenzachse AX relativ zu der Sondenlichtleitfaser 22.
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Das durch die Sondenlichtleitfaser 22 geleitete Objektlichtfeld fällt über das Drehgelenk 31 auf das proximale Ende der Lichtleitfaser 11. Die Spitze der Lichtleitfaser 11 ist durch eine Hülse 12 optisch und mechanisch mit einer GRIN-Linse 13 verbunden. Das Objektlicht fällt durch die Lichtleitfaser 11 auf die GRIN-Linse 13. An einer Spitzenstirnseite der GRIN-Linse 13 ist beispielsweise durch Ankleben das Umlenkprisma 14 befestigt. Jede der Komponenten einschließlich der Lichtleitfaser 11, der Hülse 12, der GRIN-Linse 13 und des Umlenkprismas 14, hat eine zylindrische Form und ist in einer Außenhülle 15 untergebracht, welche die äußere Gestalt der OCT-Sonde 10 bildet. Genauer gesagt, hat das Umlenkprisma 14 eine Form, die entsteht, wenn ein Ende einer Säule von einer Ebene geschnitten wird, die eine axiale Richtung unter einem Winkel kreuzt. Die Schnittfläche ist mit Aluminium beschichtet und bildet so eine Reflexionsfläche. Die Außenülle 15 ist aus flexiblen Materialien gebildet, so dass die OCT-Sonde 10 in ein Lumen eingeführt werden kann.
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Das Objektlicht wird an einem Punkt, in dem die Referenzachse AX die Reflexionsfläche des Umlenkprismas 14 schneidet, um etwa 90° umgelenkt und dabei durch die GRIN-Linse 13 gebündelt. Das umgelenkte Objektlicht läuft durch die Außenhülle 15 und wird auf eine Seitenwand des Lumens T ausgesendet. Zumindest der Randbereich der Umlenkprismas 14 ist mit Silikonöl gefüllt, um einen Lichtverlust in Folge einer Brechungsindexdifferenz gering zu halten.
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Das Umlenkprisma 14 ist relativ zur Lichtleitfaser 11 fest. Wenn die Gesamtanordnung, die von der Lichtleitfaser 11 bis zu dem Umlenkprisma 14 reicht, entsprechend der Ansteuerung des Radialabtastmotors 30 um die Referenzachse AX rotiert, führt das Objektlicht eine Abtastung an dem Lumen T in Umfangsrichtung aus.
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Als schwach kohärentes Licht wird nah-infrarotes Licht verwendet, das im Vergleich zu sichtbarem Licht die Eigenschaft hat, sich durch lebendes Gewebe auszubreiten. Das Objektlicht erreicht eine Stelle nahe der Oberflächenschicht des Lumens T und wird an einem Punkt, der nahe einem Lichtsammelpunkt liegt, stark reflektiert oder gestreut. Ein Teil des Objektlichtes fällt dann über das Umlenkprisma 14 auf die GRIN-Linse 13. Zurückkehrendes Licht, das in die GRIN-Linse 13 eingetreten ist, kehrt über die Lichtleitfaser 11, das Drehgelenk 31 und die Sondenlichtleitfaser 22 zu dem Faserinterferometer 21 zurück.
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Das Referenzlicht tritt durch die Referenzlichtleitfaser 26 aus der Spitze der Referenzlichtleitfaser 26 aus und fällt auf die Linse 27. Die Linse 27 setzt das Referenzlicht in kollimiertes Licht um, und das kollimierte Licht tritt aus der Linse 27 aus. Der Dach-Spiegel 28 sorgt dafür, dass das kollimierte Licht aus der Linse 27 austritt und wieder auf die Linse 27 fällt. Um eine optische Weglänge des Referenzlichtes änderbar zu machen, ist der Dach-Spiegel 28 so gehalten, dass er über einen nicht gezeigten Antriebsmechanismus in Richtung der optischen Achse (in Richtung eines in 1 gezeigten Pfeils) frei bewegbar ist. Das zurück zu der Linse 27 gesendete Referenzlicht kehrt über die Referenzlichtleitfaser 26 zu dem Faserinterferometer 21 zurück.
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In dem Faserinterferometer 21 wird eine Messung eines interferometrischen Signals unter Anwendung des Prinzips eines Schwachkohärenz-Interferometers durchgeführt. Dabei wird in dem Faserinterferometer 21 ein interferometrisches Signal nur erhalten, wenn die optischen Weglängen des aus der Sondenlichtleitfaser 22 zurückkehrenden Objektlichtes und des aus der Referenzlichtleitfaser 26 zurückkehrenden Referenzlichtes gleich sind. Die Intensität des interferometrischen Signals wird in Abhängigkeit des Grades an Reflexion oder Streuung des Objektlichtes bestimmt, die in einer bestimmten Position des Lumens T (optische Weglänge des Objektlichtes) auftritt, die der Position des Dach-Spiegels 28 (optische Weglänge des Referenzlichtes) entspricht, und wird bei der optischen Weglänge nahe dem Lichtsammelpunkt besonders stark.
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Der Faserinterferometer 21 gibt das interferometrische Signal, dass einem Interferenzmuster des Objektlichtes und des Referenzlichtes entspricht, an die Signalverarbeitungsschaltung 24 aus. Die Signalverarbeitungsschaltung 24 unterzieht das zugeführte interferometrische Signal einem vorbestimmten Prozess und ordnet dem interferometrischen Signal in Abhängigkeit einer Abtastposition des interferometrischen Signals eine Pixeladresse zu. Die Abtastposition in Umfangsrichtung des Lumens T wird über eine Ansteuergröße des Radialabtastmotors 32 identifiziert, und die Abtastposition in Tiefenrichtung des Lumens T wird über die Ansteuergröße eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) des Dach-Spiegels 28 identifiziert.
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Die Signalverarbeitungsschaltung 24 nimmt für ein Signal eines Bildes, das durch die räumliche Anordnung von Punktbildern, die durch die interferometrischen Signale entsprechend den zugeordneten Pixeladressen dargestellt sind, gebildet ist, eine Zwischenspeicherung auf Einzelbildbasis in einen nicht gezeigten Bildspeicher vor. Das zwischengespeicherte Signal wird mit einer vorbestimmten Taktung aus dem Bildspeicher ausgeräumt und an ein Informationsverarbeitungs-Endgerät 41 einer Anzeigevorrichtung 40 ausgegeben. Das Informationsverarbeitungs-Endgerät 41 unterzieht das zugeführte Signal einem vorbestimmten Prozess, wandelt das zugeführte Signal in ein Videosignal und zeigt ein Bild nahe der Oberflächenschicht des Lumens T auf einem Monitor 42 an.
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Im Folgenden werden drei Beispiele eines konkreten Aufbaus der OCT-Sonde 10 erläutert. In den Beispielen 1 bis 3 werden konkrete Konfigurationen vorgeschlagen, die dazu dienen, einen Reibungswiderstand zwischen der Lichtleitfaser 11 und der Außenhülle 15 zu verringern, um das auf der proximalen Seite der Lichtleitfaser 11 erzeugte Drehmoment gleichmäßig auf die Spitzenseite der Lichtleitfaser 11 zu übertragen. Da bei den Beispielen 1 bis 3 die Fähigkeit zur Übertragung des Drehmomentes ohne Verwendung eines teuren Drehmomentendrahtes, der in einer konventionellen Konfiguration verwendet wird, verbessert werden kann, wird die Umdrehungszeit des Umlenkprismas 14 stabil, so dass die Schwankung der Abtastgeschwindigkeit gering gehalten werden kann. Ferner wird in dem Beispiel 3 eine konkrete Konfiguration vorgeschlagen, mit der ein Gewichtsausgleich von innerhalb der Außenhülle 15 angeordneten Komponenten erreicht wird, um so den Lichtsammelpunkt zu stabilisieren und dabei die Schwingbewegung des Spitzensabschnittes der Lichtleitfaser 11 in der äußeren Hülle 15 gering zu halten.
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BEISPIEL 1
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2 zeigt einen interne Konfiguration der OCT-Sonde 10 gemäß Beispiel 1 der Erfindung. An eine Außenumfangsfläche einer PTFE(Polytetrafluorethylen)-Innenhülle 101, die einen Abschnitt nahe der Spitze der Lichtleitfaser 11 gemäß Beispiel 1 umhüllt, wird ein FEP(fluoriertes Ethylen-Propylen)-Warmschrumpfschlauch 102 unter Druckbeaufschlagung gefügt. Nach dem Druckfügen des FEP-Warmschrumpfschlauchs 102 wird die Spitzenfläche der Lichtleitfaser 11 mit einem wärmehärtbaren Klebstoff auf die proximale Fläche der Hülse 12 geklebt. An die Außenumfangsfläche, die sich von einem Abschnitt nahe der Spitze des Warmschrumpfschlauchs 102 über die Hülse 12 zu einem Abschnitt nahe dem proximalen Ende der GRIN-Linse 13 erstreckt, wird ein FEP-Warmschrumpfschlauch 102 unter Druckbeaufschlagung gefügt, so dass der Klebepunkt verstärkt wird.
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Nach Erkenntnis der Erfinder ist ein primärer Faktor, der der gleichmäßigen Übertragung des auf der proximalen Seite der Lichtleitfaser 11 erzeugten Drehmomentes auf die Spitzenseite der Lichtleitfaser 11 entgegensteht, in einer Reibungskraft zwischen der Lichtleitfaser 11 und der Außenhülle 15 zu sehen. Als konkrete Lösung sieht Beispiel 1 die im Hinblick auf eine gleichmäßige Übertragung des Drehmomentes vorteilhafte Konfiguration vor, bei der die gesamte Lichtleitfaser 11 von der PTFE-Innenhülle 101, die einen geringen Reibungswiderstand aufweist, umhüllt ist. Da so der Reibungswiderstand gegenüber der Außenhülle 15 abnimmt, ist der Verlust an Drehmoment klein, selbst wenn die PTFE-Innenhülle 101 während ihrer Drehung die Innenumfangsfläche der Außenhülle 15 kontaktiert; deshalb ist die PTFE-Innenhülle 101 imstande, sich gleichmäßig zu drehen. Zusätzlich zu der Eigenschaft einer geringen Reibung weist die PTFE-Innenhülle 101 Merkmale wie Verschleißfestigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit auf und ist deshalb als Komponente der OCT-Sonde 10 geeignet.
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Beispiel 2
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3 zeigt eine innere Konfiguration der OCT-Sonde 10 gemäß Beispiel 2 der Erfindung. In jedem der nachfolgend erläuterten Beispiele sind Elementen, die denen des Beispiels 1 gleich oder ähnlich sind, die gleichen Bezugszeichen zugeordnet; ihre Erläuterung ist deshalb im Folgenden vereinfacht oder weggelassen.
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Da eine Beschichtungsfläche aus Fluorkohlenstoff-Harz, wie PTFE in Beispiel 1, einen geringen Reibungskoeffizienten hat, wird fast kein Reibungswiderstand verursacht. Im Beispiel 2 wird die gesamte Außenumfangsfläche, die von der Spitze bis zu dem proximalen Ende der Lichtleitfaser 11 reicht, anstelle von PTFE mit einer PI-Schicht 111 als Primärbeschichtung umhüllt und zudem mit einer PFA-Schicht 112 als Sekundärbeschichtung umhüllt. Da in dem Beispiel 2 sichergestellt ist, dass zwischen der Lichtleitfaser 11 und einer Deckschicht kein Spielraum vorhanden ist, wird das Drehmoment des Radialabtastmotors 32 gleichmäßiger und effektiver auf die Spitzenseite der Lichtleitfaser 11 übertragen. In dem Beispiel 2 werden die Lichtleitfaser 11 und die Hülse 12, nachdem sie mit der PFA-Schicht 112 umhüllt sind, allein mit dem wärmehärtbaren Klebstoff 103 ausreichend verklebt und fixiert. Aus diesem Grund ist in dem Beispiel 2 der FEP-Warmschrumpfschlauch 102 als Komponente weggelassen, und der Druckfügebereich des FEP-Warmschrumpfschlauchs 102 ist allein auf die GRIN-Linse 13 und die Hülse 12 beschränkt.
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Beispiel 3
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Nach Erkenntnis der Erfinder liegt ein Primärfaktor, der die Schwingbewegung des Spitzenabschnitts der Lichtleitfaser 11 in der Außenhülle 15 verursacht, in einer Verschiebung zwischen dem Schwerpunkt der an der Spitze der Lichtleitfaser 11 befestigten Komponente und der Drehmittelachse (Referenzachse AX) der Lichtleitfaser 11. In Beispiel 2 sind die in der Außenhülle 15 untergebrachten Komponenten mit Ausnahme der GRIN-Linse 13 und des Umlenkprismas 14 so angeordnet, dass ihre Schwerpunkte mit der Drehmittelachse (Referenzachse AX) der Lichtleitfaser 11 zusammenfallen. Mit anderen Worten sind die Schwerpunkte der GRIN-Linse 13 und des Umlenkprismas 14 gegenüber der Referenzachse AX verschoben. Aus diesem Grund ist in dem Beispiel 3 der in Beispiel 2 gezeigten Konfiguration ein Schwerpunkt-Einstellelement 21 hinzufügt.
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4 zeigt eine innere Konfiguration der OCT-Sonde 10 gemäß Beispiel 3 der Erfindung. Wie in 4 gezeigt, hat die OCT-Sonde 10 gemäß Beispiel 3 den gleichen Aufbau wie die OCT-Sonde 10 nach Beispiel 2, mit der Ausnahme, dass das Schwerpunkt-Einstellelement 121 an der Rückseite der Reflexionsfläche (auf die das schwach kohärente Licht fällt) des Umlenkprismas 14 haftet und dort befestigt ist.
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Die GRIN-Linse 13, das Umlenkprisma 14 und das Schwerpunkt-Einstellelement 121 sind aus den gleichen Materialien oder aus Materialien hergestellt, die im Wesentlichen dasselbe spezifische Gewicht aufweisen. Der gemeinsame Schwerpunkt dieser drei Komponenten liegt auf der Referenzachse AX. Da der gemeinsame Schwerpunkt all dieser Komponenten (Hülse 12, GRIN-Linse 13, Umlenkprisma 14, Schwerpunkt-Einstellelement 121 und FEP-Warmschrumpfschlauch 102), die an der Spitze der Lichtleitfaser 11 haften, auf der Drehmittelachse liegt, dreht sich der Spitzenabschnitt der Lichtleitfaser 11 stabil annähernd auf der Referenzachse AX. Da die Position des Umlenkprismas 14 ebenfalls stabil auf der Referenzachse AX liegt, ist auch der Brennpunkt stabil. Aus diesem Grund kann auch das Problem einer Schwankung des Brennpunktes, der erzeugt wird, wenn der Spitzenabschnitt der Lichtleitfaser die Schwingbewegung verursacht, wirksam vermieden werden, wodurch es möglich wird, ein feines tomografisches Bild zu erhalten.
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Volumen, Material und spezifisches Gewicht des Schwerpunkt-Einstellelementes 121 unterliegen keinen Beschränkungen, sofern der gemeinsame Schwerpunkt der GRIN-Linse 13 und des Umlenkprismas 14 auf der Referenzachse AX angeordnet ist, und deren Drehbewegung in der Außenhülle 15 nicht gehindert ist.
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Es besteht die Befürchtung einer Erosionserscheinung in Folge einer Kavitation, wenn eine Komponente mit hoher Geschwindigkeit in einer Flüssigkeit mit hoher Viskosität, z. B. Silikonöl, gedreht wird. Aus diesem Grund ist das Schwerpunkt-Einstellelement 121 basierend auf einer zylindrische Form, die im Wesentlichen denselben Durchmesser wie die GRIN-Linse 13 und das Umlenkprisma 14 aufweist, so ausgebildet, dass sein proximales Ende von einer Ebene geschnitten wird, die in Bezug auf die Achsrichtung einen Winkel bildet. Der für das Schwerpunkt-Einstellelement 121 vorgesehene Winkel der Schnittfläche, der in Bezug auf die Achsrichtung gebildet ist, ist der gleiche wie der des Umlenkprismas 14. Das Umlenkprisma 14 und das Schwerpunkt-Einstellelement 121 sind so verklebt, dass die koaxial liegen. Die Ränder dieser beiden Komponenten (Rand der Reflexionsfläche des Umlenkprismas 14 und Rand der proximalen Stirnfläche des Schwerpunkt-Einstellelementes 121) treten deshalb in der auf die äußere Gestalt bezogenen Kontur nicht in Erscheinung. Ferner ist die Spitze des Schwerpunkt-Einstellelementes 121 halbkugelig geformt. Da in der auf die äußere Gestalt bezogenen Kontur deshalb keine Kante in Erscheinung tritt, ist kein Teil vorhanden, der während der Drehbewegung einen großen Flüssigkeitswiderstand aufweist, wodurch das Auftreten einer Kavitation effektiv vermieden werden kann.
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Da das Schwerpunkt-Einstellelement 121 an dem Umlenkprisma 14 haftet, hat das Schwerpunkt-Einstellelement 121 auch die Funktion, die Reflexionsfläche des Umlenkprismas 14 zu schützen.
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Vorstehend wurde das Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die Erfindung ist jedoch auf die oben beschriebene Konfiguration nicht beschränkt und kann innerhalb des erfindungsgemäßen technischen Konzeptes variiert werden. Beispielsweise kann die Erfindung zusätzlich zu dem OCT-System vom TD-OCT-Typ (Zeit-Domänen-OCT) auch auf ein OCT-System vom FD-OCT-Typ (Fourier-Domänen-OCT), wie z. B. einem SD-OCT-Typ (Spektral-Domänen-OCT) oder SS-OCT-Typ (Swept Source-OCT), angewandt werden.
