EP1587415A1 - Method and assembly for measuring a dispersion in transparent media - Google Patents

Method and assembly for measuring a dispersion in transparent media

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Publication number
EP1587415A1
EP1587415A1 EP03785827A EP03785827A EP1587415A1 EP 1587415 A1 EP1587415 A1 EP 1587415A1 EP 03785827 A EP03785827 A EP 03785827A EP 03785827 A EP03785827 A EP 03785827A EP 1587415 A1 EP1587415 A1 EP 1587415A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
interferometer
dispersion
eye
spectral
dispersion measurement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03785827A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Adolf Friedrich Fercher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Meditec AG
Original Assignee
Carl Zeiss Meditec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Meditec AG filed Critical Carl Zeiss Meditec AG
Publication of EP1587415A1 publication Critical patent/EP1587415A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement

Definitions

  • the present invention relates to methods and arrangements for measuring the dispersion and determining the concentration in substances, such as tissues and aqueous solutions, contained and influencing the dispersion.
  • the arrangements described here are suitable for spatially localized measurement of the dispersion of different orders in transparent and partially transparent tissues and body fluids, especially in the aqueous humor of the human eye. From this dispersion measurement, the value contained therein, such as glucose, can be determined.
  • iontophoresis e.g. Gluco Watch from Cygnus
  • abrasion abrasion
  • a disadvantage of these methods is the requirement for close skin contact, which is not disturbed by anything (not even sweat), and the time delay caused by the skin.
  • Van Engen et al. Described a basic method for measuring the dispersion of different orders in transmission in 1998 (Van-Engen-AG,. Diddams-SA, and Clement-TS. Dispersion measurements of water with white-light interferometry. Applied-Optics 37 ( 24), 5679-5686. 1998).
  • the present invention has for its object a technical solution for the non-invasive determination of the substance concentration in transparent or partially transparent ocular fluids or tissues, 'ntration particular glucose Konze to develop.
  • the methods and arrangements presented here provide reliable and accurate measured values and are easy and convenient to use.
  • the solutions are based on measuring the dispersion of the aqueous humor in the eye. For the measurement, a glance into the target beam emerging from the device and a push of a button to trigger the measurement is sufficient.
  • the application relates to 2 different arrangements for measuring the dispersions and the glucose content in ocular tissues and / or other partially transparent substances. Since the proposed solutions work with reflected light, the depth of the compartments detected by the measurement, such as the thickness of the coma and the depth of the anterior chamber, can also be measured.
  • FIG. 1 the optical principle of the short-coherence interferometer for dispersion and giucose measurement
  • FIG. 2 a series of partial interferograms of ocular interfaces
  • FIG. 3 the spectral interferogram for a light-reflecting point
  • Figure 4 an empirical calibration diagram for the
  • FIG. 5 the signal of a calibration interferometer
  • Figure 6 the optical principle of the spectral interferometer for dispersion and glucose measurement
  • Figure 7 the use of a glucometer according to the invention.
  • the proposed solutions enable both the measurement of the lengths of the compartments and the measurement of their dispersions.
  • the measurement of the dispersions and the resulting glucose content in compartments such as tissues and aqueous solutions, for example the aqueous humor of the human Eye, are an integral part of the present solution.
  • the arrangements and methods proposed here measure not only the dispersion of the irradiated media but also their thickness.
  • the solutions according to the invention are based on two different measurement beam paths and the associated two calculation methods.
  • the sample is located in one arm of a two-beam interferometer, for example a Michelson interferometer. While at the. Short coherence correlation interferometry of the reference mirror 14 of the interferometer is moved to record the interferogram at the interferometer output, the reference mirror 14 remains stationary during the measurement by spectral interferometry. A triple mirror or triple prism is preferably used as the reference mirror 14. The light beam emerging at the interferometer output is analyzed with a spectrophotometer. Both 'methods provide after some intermediate steps the frequency-dependent transfer function of the sample is calculated from the phase terms of the dispersions of the sample material. The individual steps of the two calculation methods and then the two measurement arrangements are described in detail below.
  • a continuously shifted reference mirror causes a continuously changing optical path difference L between the reference and measuring beam and thus an interferogram G ( ⁇ ) which is dependent on the transit time difference r.
  • the transit time difference ⁇ L / c is the time delay that occurs between the partial beams of the interferometer.
  • G ( ⁇ ) is a signal as shown in Figure 2. From the spacing of the partial interferograms 21, 22, etc. (in our exemplary embodiment to 24), the thicknesses of the compartments result, as is customary in short-coherence correlation interferometry.
  • the location-dependent dispersion values are obtained from the isolated partial interferograms 21 to 24.
  • the spectral interferogram i ( ⁇ ) occurring at the interferometer output with a fixed reference mirror is registered.
  • the spectrum plane 70 of the spectrometer has a period length P ⁇ -space, which is indirectly proportional (mirrored around the beam divider of the interferometer) to the distance of this point from the virtual position of the reference mirror.
  • Hilbert transform of i ( ⁇ ) gives the complex interferogram I ( ⁇ ).
  • a Fourier transformation provides the interferogram G ( ⁇ ) and thus also the partial interferograms as well as the thicknesses of the compartments, as previously described under point 117.
  • the dispersion can basically be calculated using the partial interferograms as in point 7.7.2. However, because of the small number of samples per partial interferogram, this would provide poor sensitivity and accuracy. Greater sensitivity is obtained if the procedure according to the invention is as follows: Depending on the distance of the light-emitting point in the eye, the interferogram spectrum I ( ⁇ ) contains light components with different lengths of period P in the ⁇ space. According to the Sampling-TheoreiTT, the sampling must be carried out with such a high spatial frequency that aliasing is omitted. This is according to the rules of spectral interferometry
  • the smallest period lengths P im belong to the reflection points furthest away from the reference mirror Intensity spectrum and thus the largest 1 / P frequencies in the intensity curve in the spectral plane 70. In order to avoid confusion with the light frequency ⁇ , this frequency is referred to as “1 / P frequency”.
  • the scanning in the spectral plane 70 must therefore take place that the sampling theorem is fulfilled for the reflection points that are virtually the furthest away from the reference mirror position, since otherwise the signal components are shifted along the measurement path due to the “aliasing” phenomenon.
  • the reference mirror is positioned in such a way that its virtual position comes as close as possible to the position of the measurement object (on the eye, for example, the front surface of the lens) where the dispersion is to be determined.
  • the lowest 1 / P frequencies in the intensity profile in the spectrum plane 70 and the greatest period lengths include P.
  • the higher 1 / P-frequencies are in the intensity course in the spectrum plane 70 mathematically eliminated.
  • Intensity curve in the spectral plane 70 determined. The dispersions to the interface which is virtually the closest to the reference mirror are obtained.
  • a temporally short-coherent light source for example a superluminescent diode or a multimode laser, an LED, a plasma light source, a halogen lamp or an incandescent lamp, emits a short-coherent light beam 2, which is collimated by the optics 3, into the modified Micheison interferometer with the beam splitter 4
  • Beam splitter 4 divides this beam into measuring beam 5 and reference beam 6.
  • Measuring beam 5 strikes eye 7 and is separated from its interfaces, for example corneal front surface 8, corneal rear surface 9, lens front surface 10, lens Back surface 11 and fundus 12 reflected back.
  • the reflected light waves 45 pass through the interferometer and hit the photodetector 13.
  • the reference beam 6 is reflected by the triple prism 14, transmits the flat plate 15 (a second time) and is reflected by the rear surface of the beam splitter 4 onto the photodetector 13, where it is comes to interference with the times 45 reflected by the eye 7.
  • the reference mirror 14 is also used.
  • the interferogram G ( ⁇ ) is obtained from the photoelectric signal of the detector 13 by frequency band filtering at the Doppler frequency. If the optical paths in the measuring beam 5 and reference beam 6 are of equal size within the coherence length, as indicated, for example, in FIG. 1 by the distance D for the lens front surface 10, a photoelectric alternating signal with this Doppler frequency occurs at the photodetector 13, as is the case with the Doppler frequency indicated in FIG. 2 with the partial interferogram 23.
  • G (z) contains a series of partial interferograms, according to FIG. 2: 21 is the interferogram of the wave reflected by the corneal front surface 8 with the reference wave 6; 22 that of the wave reflected by the corneal rear surface 9 with the reference wave 6; 23 that wave reflected by the lens front surface 10 with the reference wave 6 and 24 that wave reflected by the lens rear surface 11 with the reference wave 6.
  • the interferogram of the wave reflected by the fundus 12 with the reference wave 6 is not shown. In physics, these interferograms are also described as the interference of wave groups reflected at the interfaces with that of the reference arm.
  • Figure 2 indicates the dispersion-related Increase in the coherence length l c along the abscissa and a change in the waveform of these wave groups.
  • the dispersion-related change in the partial interferograms G (z) outlined in FIG. 2 is the basis for the dispersion and glucose measurement presented here.
  • the locations at which the partial interferograms are created in the measurement object are therefore possible positions for the dk dispersion measurement.
  • the 1st order dispersion, that is -, causes a d ⁇ different from the phase velocity c of light
  • ⁇ Q 2 ⁇ v 0 with the mean frequency v 0 of the light wave.
  • dn n G 77-1 - is the group index, n is the refractive index.
  • d s n Since the spectral course of the refractive index n is determined by the polarizability of the molecules of the medium, d s n, as well as its s th differential quotient, are characteristic of the d ⁇ s light-transmitting molecule types. Both the spectral profile of n ( ⁇ ) and the spectral profile can be used for such a characterization
  • a water-filled cuvette can be arranged in the reference jet, the water distance of which corresponds to that of the chamber depth plus the corneal thickness. Because of the high water content of the cornea, it can be included in the dispersion compensation for water.
  • the dispersion effect of glucose is proportional to its concentration in the aqueous humor as well as to the depth of the anterior chamber.
  • the corneal thickness is ⁇ c - VGC > the anterior chamber depth is K ' V GVK > where v GC ⁇ and VQ VK are the group velocities in the cornea and in the anterior chamber.
  • the information about the anterior chamber glucose is contained in the interferogram 23 of the front surface 10 of the lens.
  • a very short movement of the reference mirror 14 is sufficient to detect the interferogram 23 of the front surface 10 of the lens; in principle, a distance of a few coherence lengths is sufficient. Depending on the bandwidth of the light source 1, this is a few micrometers to a few tens of micrometers.
  • a short scan mode for the reference mirror is provided for this dispersion measurement; in which it is only moved a short distance, for example Vz mm virtually centered around the position of the dispersion measurement, for example around the position of the lens front surface 10. This can be done by a corresponding electrical short scan mode of the control unit 25 controlling the drive motor 19.
  • Such a short scan mode can also be realized in that the reference mirror 14 by means of a piezoelectric. Adjustment unit 20 is fastened on the carriage 16, with the aid of which a precise movement of a few tens of micrometers to a few hundred micrometers is carried out when the carriage 16 is stationary.
  • the short scan mode can also be implemented by an electrodynamic adjustment by means of a so-called "voice coil” or another fine adjustment. It should be pointed out that the short coherence depth scan itself can also be carried out using one of the last-mentioned devices. In this case too, the short scan mode can be implemented by means of the electrical control unit 25.
  • the A-scan can also be carried out using the method described by Kwong et al 1993 [Kwong-KF, Yankelevich-D, Chu-KC, Heritage-JP-, and Dienes-A: 400-Hz mechanical scanning optical delay line. Opt. Lett. 18 (7), 558-560, 1993].
  • can a tilting mirror realized the short scan mode by appropriate electrical control.
  • a forehead support 63 is provided, with the help of which one is supported up to approximately by supporting the head on the measuring device! mm can ensure exact device distance (see Figure 7). Since the anatomical position of the eye 7 with respect to the forehead varies from subject to subject, this forehead support must allow a variable device distance to be set. The correct position of the lens front surface 10 of the eye 7 and, accordingly, the position of the iris and the entrance pupil are decisive.
  • a device which allows the entrance pupil of the eye 7 to be reproducibly brought to the same position with respect to the interferometer.
  • This consists of a (pierced) spherical concave mirror 30.
  • the test person must bring his eye 7 into such a position that the concave mirror 30 images the entrance pupil 31 of the eye 7 on it itself on a 1: 1 scale. This is the case if the subject, eye 7 approaching the device, has no light sensation for the first time - or if the subject, eye 7 removed from the device, has no light sensation for the last time. This process is facilitated by a forehead support 63 with a continuously adjustable distance.
  • the viewing direction of the eye 7 must be fixed. It should be noted that the visual axis is approx. 5 ° to 10 ° nasal (towards the nose) to the imaginary axis of symmetry of the optical system, the optical axis.
  • the eye 7 In order to get the reflections from the interfaces of the eye 7 into the interferometer beam path, the eye 7 must be oriented accordingly. This is achieved by means of a target beam 32, which is generated by the punctiform light source 33 and the collimation optics 34 and is directed onto the eye 7 via the pierced deflection mirror 35.
  • the collimation optics 34 can be moved in their holder 36 in the x and y directions, so that different inclinations of the target beam 32 relative to the axis of the measuring beam-5 can be set.
  • a further quay calibration interferometer is shown: This consists of the light source 40, which, in contrast to the light source 1, is highly coherent in time, such as a monomode semiconductor laser or a Heiium neon -Laser.
  • this calibration interferometer consists of collimation optics 41, a deflecting mirror 42, an end mirror 43 and the photodetector 44.
  • the beam splitter 4 and the reference mirror 14 of the short-coherence-iriterferometer act as a beam splitter and reference mirror.
  • the beam path of the calibration interferometer is shown in dashed lines in FIG. 1 offset to the side of the beam course of the short-coherence interferometer. However, it is actually slightly above or below the beam path of the short coherence interferometer.
  • the electrical signals supplied by the photodetectors are processed in the computing unit 60.
  • a strictly linear abscissa with ⁇ is important. Due to speed fluctuations of the reference mirror 14, however, serious non-linearities in ⁇ arise here. These are eliminated with the help of the photodetector signal of the calibration interferometer.
  • the calibration interferometer delivers a periodic signal with a period length of half the wavelength of its light during the entire displacement of the reference mirror 14, as outlined in FIG. 5. This divides the abscissa into constant sections, which can serve as a time base for the synchronously recorded measurement signal and thus linearize the time scale of the measurement signal.
  • a temporally short-coherent light source 1 such as a superluminescent diode, a multimode laser, an LED, a piasmal lamp, an incandescent lamp or a halogen lamp, emits a short-coherent light beam 2, which is collimated by the optics 3 into the modified Michelson interferometer with the beam splitter 4.
  • the beam splitter 4 divides this beam into the measuring beam 5 and the reference beam 6.
  • the measuring beam 5 strikes the eye 7 and is separated from its interfaces, for example the front surface of the cornea 8, the rear surface of the cornea 9, the front surface of the lens 10, the rear surface of the lens 11 and the fundus 12 reflected back.
  • reflected light waves 45 pass through the interferometer and strike the spectrometer consisting of entrance aperture 51, collimation optics 52, diffraction grating 53, focusing optics 55 and detector array 56.
  • the reference beam 6 transmits the plane plate 15, is reflected by the reference mirror 14, transmits the plane plate 15 a second time and is directed from the rear surface of the beam splitter 4 into the entrance aperture 51 of the spectrometer, where it interferes with the waves 45 reflected by the eye 7 ,
  • the spectral interferogram i ( ⁇ ) registered in the spectral plane 70 by the detector array 56 forms the basis for the calculation of the first-order dispersions, as described under item 7.2.2.
  • the measurement of the intraocular sections such as corneal thickness, anterior chamber depth and lens thickness is carried out according to the rules of short coherence interferometry ("Fourier-domain LCI", see the above-cited review AF Fercher and CK Hitzenberger: Optical Coherence Tomography, in: Progress in Optics . Vol. 44 (2003), Ch. 4, editor E. Wolf)
  • the virtual position of the reference mirror (mirrored around the beam splitter surface of the interferometer) must be approximately twice the distance of the sum of these sections in front of the cornea be that it allows you to set this distance.
  • the virtual position of the reference mirror mirrored around the beam splitter surface of the interferometer
  • the already known Fourier-domain LCI length measurement technology must be as close as possible to that Position of the dispersion measurement lie.
  • a forehead support 63 is provided, by means of which one can ensure an accurate device distance of up to approximately 1 mm by supporting the head on the measuring device. Since the anatomical position of the eye 7 with respect to the forehead varies from subject to subject, the device distance must be variably adjustable.
  • the correct position of the lens front surface 10 of the eye 7 is decisive for the measurement of the aqueous humor dispersion; this corresponds to the position of the iris and thus the entrance pupil 31 of the eye 7.
  • a device is therefore also provided here, by means of which the test person can bring the entrance pupil 31 of his eye 7 reproducibly to the same position with respect to the interferometer.
  • a (pierced) spherical concave mirror 30 is attached to the measuring window of the interferometer. The test subject must move his eye 7 into such a position that the concave mirror 30 images the entrance pupil 31 of the eye 7 on it itself on a 1: 1 scale.
  • a forehead support 63 with a continuously variable distance.
  • the gaze direction of the subject's eye 7 must be fixed.
  • the optics 34 can be displaced in their holder 36 in the x and y directions, so that different inclinations of the target beam 32 relative to the axis of the measuring beam 5 can thereby be set.
  • the calculation methods described under point 7 are carried out in a computing unit 60 or 61.
  • the glucose content is determined from the calculated dispersions on the basis of stored empirical tables, such as that shown in FIG. 4.
  • Figure 7 shows the use of such a device.
  • the entire arrangement including the computing unit (60 or 61) can easily be accommodated in a housing 62 which can be held in front of the eye 7 with one hand and supported on the forehead by means of the forehead support 63.
  • the described methods measure the cumulative dispersion up to the position of the dispersion measurement. These methods can therefore be used to measure the dispersions in tissues other than cornea and aqueous humor be used. For example, to measure the cumulative dispersion in the cornea, aqueous humor and lens; or to measure the cumulative dispersion in cornea, aqueous humor, lens, and vitreous. These methods can be also used for measurement of the dispersions in other tissues and • liquids.
  • the decisive factor here is the position of the reference mirror: In spectral interferometry, this must be virtually as close as possible to the position of the dispersion measurement so that the low-pass spectrum contains the signal from the position of the dispersion measurement. With short-coherence correlation interferometry, the scan path of the short-scan mode must contain the position of the dispersion measurement. By forming the difference, the dispersion of individual tissues alone, for example the dispersion of the eye lens, can also be determined from these measured values.

Abstract

The invention relates to methods and assemblies for measuring a dispersion and content of glucose in organic transparent and semitransparent tissues and liquids by low-coherent interference optical refractometry. Low-coherent interferometry and spectral interferometry methods are modified in such a way that a tissue thickness and local dispersion are measurable. For a technology based on low-coherent interferometry, partial interferograms received from low-coherent interferograms G ( tau ) are used for a dispersion measurement. For a technology based on spectral interferometry, the partial areas of a spectrum omega of a spectral interferogram are used for a dispersion measurement. The figure 6 displays an assembly based on spectral interferometry. A time-dependent low-coherent light source (1) illuminates a modified Michelson interferometer. A beam splitter (4) splits an illuminant beam into a measuring beam (5) and a reference beam (6). Light waves (46 and 6) reflected outside the interferometer reach a spectrometer at the exit of the interferometer. The recorded spectral interferogram i ( omega ) provides with a basis for calculating the dispersions of different waves. The viewing direction of the eye of a subject who makes said calculation is fixed by means of a target beam (32).

Description

Verfahren und Anordnung zur Messung der Dispersion in transparenten MedienMethod and arrangement for measuring the dispersion in transparent media
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Anordnungen ∑ur Messung der Dispersion und der Bestimmung der Konzentration in Medien, wie Geweben und wässrigen Lösungen, enthaltener und die Dispersion beeinflussender Stoffe. Die hier beschriebenen Anordnungen eignen sich zur räumlich lokalisierten Messung der Dispersion verschiedener Ordnungen in transparenten und teiltransparenten Geweben und Körperflüssigkeiten, insbesondere im Kammerwasser des menschlichen Auges. Aus dieser Dispersionsmessung iässt der Wert darin enthaltenen Konzentrationen, wie beispielsweise von Glukose bestimmen.The present invention relates to methods and arrangements for measuring the dispersion and determining the concentration in substances, such as tissues and aqueous solutions, contained and influencing the dispersion. The arrangements described here are suitable for spatially localized measurement of the dispersion of different orders in transparent and partially transparent tissues and body fluids, especially in the aqueous humor of the human eye. From this dispersion measurement, the value contained therein, such as glucose, can be determined.
Eine in vieler Hinsicht noch unerforschte Frage ist die Dynamik des Glukosegehalts in den verschiedenen Körpergeweben, insbesondere des Auges. Die hier vorgeschlagenen Lösungen erlauben auch eine schnelle quantitative Bestimmung des Glukosegehalts in transparenten und. halbtransparenten Geweben. Damit wird eine vollständig nicht-invasive Methode zur Blutzuckerbestimmung bei Diabetikern zur Verfügung gestellt.A still unexplored question in many respects is the dynamics of the glucose content in the different body tissues, especially the eye. The solutions proposed here also allow a quick quantitative determination of the glucose content in transparent and. semi-transparent fabrics. This provides a completely non-invasive method for determining blood sugar in diabetics.
Bei Diabetes, vor allem bei Diabetes mellitus, ist eine optimale Einstellung des Blutzuckerspiegels Voraussetzung für die Vermeidung von Folgeerkrankungen. Nur Diabetiker, die ihre Stoffwechselwerte regelmäßig kontrollieren, können Spätkomplikationen verzögern oder sogar verhindern. Der Blutzuckerspiegel des Menschen liegt normal zwischen 50 mg/dl und höchstens 140 mg/dl (nach dem Essen). Ziel der Diabetestherapie ist, diesen Blutzuckerwerten möglichst nahe zu kommen.In diabetes, especially in diabetes mellitus, an optimal adjustment of the blood sugar level is a prerequisite for avoiding secondary diseases. Only diabetics who regularly monitor their metabolic values can delay or even prevent late complications. Human blood sugar levels are normally between 50 mg / dl and a maximum of 140 mg / dl (after eating). The aim of diabetes therapy is to get as close as possible to these blood sugar levels.
Die gegenwärtige Standard Blutzucker-Messung auf Basis der Glukose- Oxydation erfordert eine Blutentnahme aus dem Körper, ist also ein invasives Verfahren. Wegen der Angst vor Selbstverletzung und Schmerzen ist diese Methode jedoch stark eingeschränkt. Dies kann insbesondere bei diabetisch erkrankten Kindern, bei denen die Eltern die Messung durchführen müssen, zum Problem werden; Auch werden von Diabetikern Messungen, die unter Umständen in der Öffentlichkeit stattfinden müssten, oft unterlassen. Bei älteren Menschen kann die Blutzuckermessung wegen Verhornung der Fingerkuppen und mangelhafter Durchblutung mit den herkömmlichen Methoden oft gar nicht mehr durchgeführt werden.The current standard blood glucose measurement based on glucose oxidation requires blood to be drawn from the body and is therefore an invasive procedure. Because of the fear of self-harm and pain, this method is severely restricted. This can be especially true with diabetic sick children, whose parents have to take the measurement, become a problem; Also, diabetics often fail to take measurements that might have to take place in public. In older people, blood sugar measurements can often no longer be carried out using conventional methods due to hornification of the fingertips and poor circulation.
Nach dem bekannten Stand der Technik gibt es einige teil-invasive Verfahren, wie die lontophorese (z. B. Gluco Watch von Cygnus), die nur eine geringfügige Verletzung (Abrasion) der Epidermis erfordern. Nachteilig bei diesen Methoden ist das Erfordernis des engen, durch nichts (auch nicht durch Schweiß) gestörten Hautkontakts und die durch die Haut bedingte Zeitverzögerung.According to the known state of the art, there are some partially invasive methods, such as iontophoresis (e.g. Gluco Watch from Cygnus), which require only minor injury (abrasion) to the epidermis. A disadvantage of these methods is the requirement for close skin contact, which is not disturbed by anything (not even sweat), and the time delay caused by the skin.
Die meisten nicht-invasiven Verfahren arbeiten optisch (siehe: McNichols RJ & Cote GL (2000) Optical glucose sensing in bioiogical fluid: an overview. Journal of Biomedical Optics 5(1): 5-16). Hierzu gehören Methoden, die auf Basis von NIR Transmission und Remission oder von Lichtreflexion arbeiten, sowie Polarimetrie und Raman-Spektroskopie benutzen. Weiterhin wurden auf Basis der OCT arbeitende Streulichtverfahren, auf IR Emissions-Spektrometrie beruhende Methoden und photoakustisch arbeitende Verfahren beschrieben (Zuomin-Zhao and Myilyla, R. Photoacoustic determination of glucose concentration in whole blood by a near-infrared laser diode. Proc. SPIE 4256, 77-83. 2001). Allerdings hat keines dieser nicht-invasiven Verfahren bisher Anwendung gefunden. Gründe hierfür sind: zu geringe Empfindlichkeit der Verfahren, zu große Streuung der Messwerte oder zu umständliche Anwendung für den Patienten.Most non-invasive procedures work optically (see: McNichols RJ & Cote GL (2000) Optical glucose sensing in bioiogical fluid: an overview. Journal of Biomedical Optics 5 (1): 5-16). These include methods based on NIR transmission and remission or light reflection, as well as using polarimetry and Raman spectroscopy. Furthermore, scattered light methods based on OCT, methods based on IR emission spectrometry and photoacoustic methods were described (Zuomin-Zhao and Myilyla, R. Photoacoustic determination of glucose concentration in whole blood by a near-infrared laser diode. Proc. SPIE 4256 , 77-83. 2001). However, none of these non-invasive procedures have been used to date. The reasons for this are: the sensitivity of the methods is too low, the scatter of the measured values is too great or the application is too cumbersome for the patient.
Eine grundsätzliche Methode zur Messung der Dispersion verschiedener Ordnung in Transmission haben van Engen u. a. -1998 beschrieben (Van- Engen-AG,. Diddams-SA, and Clement-TS. Dispersion measurements of water with white-light interferometry. Applied-Optics 37(24), 5679-5686. 1998). Hierbei wird in einem ersten Schritt das von der Messprobe beispielsweise im essarm eines Michelson-Interferometers erzeugte interferogramm' G^ registriert, Fourier-transfσrmiert und liefert J<^) = S ω Qxp[ik(ω)d] ^ Ejn Van Engen et al. Described a basic method for measuring the dispersion of different orders in transmission in 1998 (Van-Engen-AG,. Diddams-SA, and Clement-TS. Dispersion measurements of water with white-light interferometry. Applied-Optics 37 ( 24), 5679-5686. 1998). In a first step, the interferogram 'G ^ generated by the measurement sample, for example in the essarm of a Michelson interferometer registered, Fourier-transformed and delivers J <^) = S ω Q xp [ik (ω) d] ^ Ejn
Polynom-Fit an die Phasenwerte ω X bildet die Basis zur Bestimmung der Dispersionen verschiedener Ordnungen als Glieder einer Taylor-Reihe. Das Verfahren von van Engen u. a. arbeitet im Durchiicht und erfordert Küvetten bekannter Tiefe. Ein solches Verfahren ist deshalb am Auge nicht anwendbar.Polynomial fit to the phase values ω X forms the basis for determining the dispersions of different orders as members of a Taylor series. The van Engen process, among others, works in transmission and requires cuvettes of known depth. Such a method is therefore not applicable to the eye.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine technische Lösung zur nicht-invasiven Bestimmung der Stoffkonzentration in transparenten oder teiltransparenten okulären Flüssigkeiten oder Geweben, insbesondere der Glukosekonze'ntration zu entwickeln.The present invention has for its object a technical solution for the non-invasive determination of the substance concentration in transparent or partially transparent ocular fluids or tissues, 'ntration particular glucose Konze to develop.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, the object is achieved by the features of the independent claims. Preferred developments and refinements are the subject of the dependent claims.
Die hier dargelegten Verfahren und Anordnungen liefern zuverlässige und genaue Messwerte und sind einfach und bequem handhabbar. Die Lösungen beruhen auf der Messung der Dispersion des Kammerwassers des Auges. Zur Messung genügt ein Blick in den aus dem Gerät austretenden Zielstrahl und ein Knopfdruck zur Auslösung der Messung. Gegenstand der Anmeldung sind 2 unterschiedliche Anordnungen zur Messung der Dispersionen und des Glukosegehalts in okulären Geweben und/oder anderen teiltransparenten Substanzen. Da die vorgeschlagenen Lösungen mit reflektiertem Licht arbeiten, kann zusätzlich die Tiefe der von der Messung erfassten Kompartimente, wie beispielsweise die Komeadicke und die Vorderkammertiefe gemessen werden.The methods and arrangements presented here provide reliable and accurate measured values and are easy and convenient to use. The solutions are based on measuring the dispersion of the aqueous humor in the eye. For the measurement, a glance into the target beam emerging from the device and a push of a button to trigger the measurement is sufficient. The application relates to 2 different arrangements for measuring the dispersions and the glucose content in ocular tissues and / or other partially transparent substances. Since the proposed solutions work with reflected light, the depth of the compartments detected by the measurement, such as the thickness of the coma and the depth of the anterior chamber, can also be measured.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand unterschiedlicher Ausführungsbeispiele beschrieben. Dazu zeigenThe invention is described below using different exemplary embodiments. Show this
Figur 1 : das optische Prinzip des Kurzkohärenz-Interferometers zur Dispersions- und Giukose-Messung, Figur 2: eine Reihe von Teilinterferogrammen von okulären Grenzflächen,FIG. 1: the optical principle of the short-coherence interferometer for dispersion and giucose measurement, FIG. 2: a series of partial interferograms of ocular interfaces,
Figur 3: das spektrale interferogramm für eine lichtreflektierende Stelle,FIG. 3: the spectral interferogram for a light-reflecting point,
Figur 4: ein empirisches Kalibrierungsdiagramm für dieFigure 4: an empirical calibration diagram for the
Glukosekonzentration,Glucose concentration,
Figur 5: das Signal eines Kalibrier-Interferometers,FIG. 5: the signal of a calibration interferometer,
Figur 6: das optische Prinzip des Spektral-Interferometers zur Dispersions- und Glukose-Messung undFigure 6: the optical principle of the spectral interferometer for dispersion and glucose measurement and
Figur 7: den Gebrauch eines erfindungsgemäßen Glukometers.Figure 7: the use of a glucometer according to the invention.
Die im folgenden beschriebenen Anordnungen und Verfahren kombinieren Kurzkohärenz Längenmessung mit Kurzkohärenz Dispersionsmessung und sind für in vivo Messungen am Auge geeignet. Die zugrundeliegenden physikalischen Methoden sindThe arrangements and methods described below combine short coherence length measurement with short coherence dispersion measurement and are suitable for in vivo measurements on the eye. The underlying physical methods are
- die Kurzkohärenz-Interferσmetrie und- the short coherence interfermetry and
- die Spektral-Interferometrie.- spectral interferometry.
Diese Methoden sind als Time-domain LCI und als Fourier-domain LCI bekannt; siehe den Aufsatz von A. F. Fercher und C. K. Hitzenberger: Optical Coherence Tomography, in: Progress in Optics Vol. 44 (2003), Ch. 4, Editor E. Wolf. Gegenüber den dort beschriebenen Verfahren und Anordnungen der Kurzkohärenz-Längenmessung ermöglichen die vorgeschlagenen Lösungen sowohl die Messung der Längen der Kompartimente als auch die Messung deren Dispersionen. Insbesondere die Messung der Dispersionen und des daraus folgenden Glukosegehalts in Kompartimenten wie Geweben und wässrigen Lösungen, beispielsweise dem Kammerwasser des menschlichen Auges, sind wesentlicher Bestandteil der vorliegenden Lösung. Gegenüber den bisherigen Methoden der interferenz-Refraktometrie messen die hier vorgeschlagenen Anordnungen und Verfahren nicht nur die Dispersion der durchstrahlten Medien sondern auch deren Dicke. Die erfindungsgemäßen Lösungen basieren auf zwei unterschiedlichen Messstrahlengängen und den zugehörigen beiden Berechnungsverfahren.These methods are known as time-domain LCI and as Fourier-domain LCI; see the essay by AF Fercher and CK Hitzenberger: Optical Coherence Tomography, in: Progress in Optics Vol. 44 (2003), Ch. 4, Editor E. Wolf. Compared to the methods and arrangements of short coherence length measurement described there, the proposed solutions enable both the measurement of the lengths of the compartments and the measurement of their dispersions. In particular, the measurement of the dispersions and the resulting glucose content in compartments such as tissues and aqueous solutions, for example the aqueous humor of the human Eye, are an integral part of the present solution. Compared to the previous methods of interference refractometry, the arrangements and methods proposed here measure not only the dispersion of the irradiated media but also their thickness. The solutions according to the invention are based on two different measurement beam paths and the associated two calculation methods.
Die zugrunde liegenden Technologien der Kurzkohärenz-Korrelations- Interferometrie und der Spektral-lnterferometrie führen zu zwei unterschiedlichen Messstrahlengängen (gemäß der Figuren 1 und 6). In beiden Fällen befindet sich die Probe in dem einen Arm eines Zweistrahl- Iπterferometers, beispielsweise eines Michelson-Interferometers. Während bei der . Kurzkohärenz-Korrelations-lnterferometrie der Referenzspiegel 14 des Interferometers zur Aufnahme des interferogramms am Interferometer- Ausgang bewegt wird, bleibt der Referenzspiegel 14 bei der Messung per Spektral-lnterferometrie ortsfest. Als Referenzspiegel 14 kommt vorzugsweise ein Tripelspiegel bzw. Tripelprisma zum Einsatz. Das am Interferometer- Ausgang austretende Lichtbündel wird mit einem Spektralphotometer analysiert. Beide ' Methoden liefern nach einigen Zwischenschritten die frequenzabhängige Übertragungsfunktion der Probe, aus deren Phasentermen man die Dispersionen des Probenstoffs berechnet. Im folgenden werden zunächst die einzelnen Schritte der zwei Berechnungsverfahren und anschließend die beiden Messanordnungen detailliert beschrieben.The underlying technologies of short coherence correlation interferometry and spectral interferometry lead to two different measurement beam paths (according to FIGS. 1 and 6). In both cases, the sample is located in one arm of a two-beam interferometer, for example a Michelson interferometer. While at the. Short coherence correlation interferometry of the reference mirror 14 of the interferometer is moved to record the interferogram at the interferometer output, the reference mirror 14 remains stationary during the measurement by spectral interferometry. A triple mirror or triple prism is preferably used as the reference mirror 14. The light beam emerging at the interferometer output is analyzed with a spectrophotometer. Both 'methods provide after some intermediate steps the frequency-dependent transfer function of the sample is calculated from the phase terms of the dispersions of the sample material. The individual steps of the two calculation methods and then the two measurement arrangements are described in detail below.
1. Berechnungsverfahren1. Calculation procedure
1:1. Längen- und Dispersionsmessung mittels Kurzkohärenz Korrelations- Interferometrie1: 1. Length and dispersion measurement using short coherence correlation interferometry
1.1.1. Längenmessung Am Interferometerausgang wird durch einen beispielsweise kontinuierlich verschobenen Referenzspiegel eine laufend veränderte optische Wegdifferenz L zwischen Referenz- und Messstrahl und damit ein von der Laufzeitdifferenz r abhängiges interferogramm G(τ) hervorgerufen. Die Laufzeitdifferenz τ = L/c ist der hierbei zwischen den Teilstrahlen des lnterferometers auftretende Zeitverzug. G(τ) ist ein Signal, wie in der Figur 2 abgebildet. Aus dem Abstand der Teilinterferogramme 21, 22, usw. (in unserem Ausführungsbeispiel bis 24) ergeben sich, wie in der Kurzkohärenz- Korrelations-Interferometrie üblich, die Dicken der Kompartimente.1.1.1. length measurement At the interferometer output, a continuously shifted reference mirror, for example, causes a continuously changing optical path difference L between the reference and measuring beam and thus an interferogram G (τ) which is dependent on the transit time difference r. The transit time difference τ = L / c is the time delay that occurs between the partial beams of the interferometer. G (τ) is a signal as shown in Figure 2. From the spacing of the partial interferograms 21, 22, etc. (in our exemplary embodiment to 24), the thicknesses of the compartments result, as is customary in short-coherence correlation interferometry.
1.1.2 Dispersionsmessung1.1.2 Dispersion measurement
Erfindungsgemäß erhält man die ortsabhängigen Dispersionswerte aus den isolierten Teilinterferogrammen 21 bis 24. Zunächst erhält man durch Fourier- Transformation komplexe Teilinterferogramm-Spektren l2\(ω) , I^icX) . usw..According to the invention, the location-dependent dispersion values are obtained from the isolated partial interferograms 21 to 24. First, by means of Fourier transformation, complex partial interferogram spectra 1 2 (ω), I ^ icX) are obtained . etc..
Die Teilinterferogramm-Spektren I2ι(a>) , ι(ω) usw- haben die spektralen Phasen Φ2\(ω) ■= 2k(ω)dι , ■■ φ2i(ß)) = 2^(ö))^2 usw- woraus man - nach einem wahlweise vorher durchgeführten Polynom-Fit mit beispielsweise Zernike- Polynomen - nach van Engen u. a. (1998) Ausdrücke für die Ableitungen der Wellenzahlen k(ω) bekommt: Die s-ten Ableitungen der Weilenzahlen k(ω) dsk dωs ' bestimmt aus den Teilinterferogrammen 21., 22, usw., sind die Dispersionen s- ter Ordnung für die Strecken d\ , d2, usw..The partial interferogram spectra I 2 ι (a>), ι ( ω ) etc. - have the spectral phases Φ 2 \ (ω) ■ = 2k (ω) dι, ■■ φ 2i ( ß) ) = 2 ^ ( ö) ) ^ 2 etc. - from which - after a previously performed polynomial fit with, for example, Zernike polynomials - according to van Engen et al. (1998) expressions for the derivatives of the wave numbers k (ω) are obtained: the sth derivatives of the wavenumbers k ( ω) d s k dω s ' determined from the partial interferograms 21, 22, etc., are the first-order dispersions for the distances d \, d 2 , etc.
1.2. Längen- und Dispersionsmessung mittels Spektral-lnterferometrie1.2. Length and dispersion measurement using spectral interferometry
1.2.1 Längenmessung Zunächst wird das am Interferometerausgang bei fixem Referenzspiegel auftretende spektrale Interferogramm i(ω) registriert. Für einzelne lichtremittierende Stellen im Messobjekt hat der Intensitätsverlauf dieses Interferogramms in' der Spektralebene 70 des Spektrometers ein Periodenlänge P im © -Raum, die indirekt proportional zum Abstand dieser Stelle von der virtuellen Position des Referenzspiegels (gespiegelt um den Strahlteiler des lnterferometers) ist. Siehe dazu Figur 3. Durch Hilbert-Transformation von i(ω) erhält man das komplexe Interferogramm I(ω) . Eine Fourier-Transformation liefert das Interferogramm G(τ) und damit auch die Teilinterferogramme sowie die Dicken der Kompartimente, wie zuvor unter Punkt 117 beschrieben.1.2.1 Length measurement First, the spectral interferogram i (ω) occurring at the interferometer output with a fixed reference mirror is registered. For individual lichtremittierende locations in the measurement object in the intensity course of this interferogram in 'the spectrum plane 70 of the spectrometer has a period length P © -space, which is indirectly proportional (mirrored around the beam divider of the interferometer) to the distance of this point from the virtual position of the reference mirror. See Figure 3. Hilbert transform of i (ω) gives the complex interferogram I (ω). A Fourier transformation provides the interferogram G (τ) and thus also the partial interferograms as well as the thicknesses of the compartments, as previously described under point 117.
1.2.2 Dispersionsmessung1.2.2 Dispersion measurement
Die Dispersion kann grundsätzlich wie unter Punkt 7.7.2, anhand der Teilinterferogramme berechnet werden. Wegen der geringen Anzahl von Abtastwerten je Teiiinterferogramm würde dies jedoch, eine geringe Empfindlichkeit und Genauigkeit liefern. Größere Empfindlichkeit erhält man, wenn man erfindungsgemäß wie folgt vorgeht: Das Interferogramm-Spektrum I(ω) enthält je nach Distanz der lichtremittierenden Stelle im Auge Lichtanteile mit unterschiedlich großen Periodenlängen P im ©-Raum. Die Abtastung muss dem Sampling-TheoreiTT entsprechend mit so hoher Raumfrequenz erfolgen, dass Aliasing unterbleibt. Das ist nach den Regeln der Spektral-lnterferometrieThe dispersion can basically be calculated using the partial interferograms as in point 7.7.2. However, because of the small number of samples per partial interferogram, this would provide poor sensitivity and accuracy. Greater sensitivity is obtained if the procedure according to the invention is as follows: Depending on the distance of the light-emitting point in the eye, the interferogram spectrum I (ω) contains light components with different lengths of period P in the © space. According to the Sampling-TheoreiTT, the sampling must be carried out with such a high spatial frequency that aliasing is omitted. This is according to the rules of spectral interferometry
der Fall, wenn N = zs Abtastwerte registriert werden; Δ = ist dabei π c der Streuvektor, Aω die Frequenzbandbreite des Lichts und zs der maximalethe case when N = z s samples are registered; Δ = is π c the scattering vector, Aω the frequency bandwidth of the light and z s the maximum
Abstand einer lichtremittierenden Messobjektstelle von der virtuellen Position des Referenzspiegels (gespiegelt um die Strahlteilerfläche des lnterferometers).Distance of a light-emitting measuring object point from the virtual position of the reference mirror (mirrored around the beam splitter surface of the interferometer).
Wie Figur 3 zu entnehmen ist, gehören zu den vom Referenzspiegel am weitest entfernten Reflexionsstellen die kleinsten Periodenlängen P im Intensitätspektrum und damit die größten 1/P-Frequenzen im Intensitätsverlauf in der Spektralebene 70. Um Verwechslungen mit der Lichtfrequenz ω zu vermeiden, wird diese Frequenz als „1/P-Frequenz" bezeichnet. Die Abtastung in der Spektralebene 70 muss daher so erfolgen, dass das Sampling-Theorem für die von der Referenzspiegelposition virtuell am weitest entfernten Refiexionsstellen erfüllt wird, da es sonst wegen des „Aliasing" Phänomens zur Verschiebung von Signalanteilen entlang der Messstrecke kommt. Zur Messung wird der Referenzspiegel so positioniert, dass seine virtuelle Lage möglichst nahe jener Messobjektposition kommt (am Auge beispielsweise die Linsen-Vorderfläche), wo die Dispersion bestimmt werden soll. Hierzu gehören dann die tiefsten 1/P-Frequenzen im Intensitätsverlauf in der Spektralebene 70 bzw. die größten Periodenlängen P. Nach erfolgter Abtastung werden die höheren 1/P-Frequenzen im Intensitätsverlauf , in der Spektralebene 70 rechnerisch eliminiert. Die Dispersionen werden erfindungsgemäß aus der Phase Φ(ω) = k(ω)d des verbleibenden 1/P-Tiefpass-Spektrums imAs can be seen in FIG. 3, the smallest period lengths P im belong to the reflection points furthest away from the reference mirror Intensity spectrum and thus the largest 1 / P frequencies in the intensity curve in the spectral plane 70. In order to avoid confusion with the light frequency ω, this frequency is referred to as “1 / P frequency”. The scanning in the spectral plane 70 must therefore take place that the sampling theorem is fulfilled for the reflection points that are virtually the furthest away from the reference mirror position, since otherwise the signal components are shifted along the measurement path due to the “aliasing” phenomenon. For the measurement, the reference mirror is positioned in such a way that its virtual position comes as close as possible to the position of the measurement object (on the eye, for example, the front surface of the lens) where the dispersion is to be determined. For this purpose, then the lowest 1 / P frequencies in the intensity profile in the spectrum plane 70 and the greatest period lengths include P. After the scan, the higher 1 / P-frequencies are in the intensity course in the spectrum plane 70 mathematically eliminated. According to the invention, the dispersions are formed from the phase Φ (ω) = k (ω) d of the remaining 1 / P low-pass spectrum in
Intensitätsverlauf in der Spektralebene 70 bestimmt. Man erhält die Dispersionen zu der dem Referenzspiegel virtuell nächstliegenden Grenzfläche.Intensity curve in the spectral plane 70 determined. The dispersions to the interface which is virtually the closest to the reference mirror are obtained.
2. Anordnungen2. Orders
2.1 Kurzkohärenz-Korrelations-Interferometrie2.1 Short coherence correlation interferometry
Das optische Prinzip des Kurzkohärenz-Interferometers ist in der Figur 1 dargestellt. Eine zeitlich kurzkohärente Lichtquelle 1 , beispielsweise eine Superlumineszenzdiode oder ein Multimodenlaser, eine LED, eine Plasmaiichtquelle, eine Halogenlampe oder eine Glühlampe emittiert einen kurzkohärenten Lichtstrahl 2, der von der Optik 3 kollimiert wird, in das modifizierte Micheison-Interferometer mit dem Strahlteiler 4. Der Strahlteiler 4 teilt diesen Strahl in Messstrahl 5 und Referenzstrahl 6. Der Messstrahl 5 trifft auf das Auge 7 und wird von dessen Grenzflächen, beispielsweise Kornea- Vorderfläche 8, Kornea-Rückfläche 9, Linsen-Vorderfläche 10, Linsen- Rückfläche 11 und Fundus 12 zurück reflektiert. Die reflektierten Lichtwellen 45 durchlaufen das Interferometer und treffen auf den Photodetektor 13. Der Referenzstrahl 6 wird von dem Tripelprisma 14 reflektiert, transmittiert die Plan platte 15 (ein zweites Mal) und wird von der Rückfläche des Strahlteilers 4 auf den Photodetektor 13 reflektiert, wo es zur Interferenz mit den vom Auge 7 reflektierten Weilen 45 kommt.The optical principle of the short coherence interferometer is shown in FIG. 1. A temporally short-coherent light source 1, for example a superluminescent diode or a multimode laser, an LED, a plasma light source, a halogen lamp or an incandescent lamp, emits a short-coherent light beam 2, which is collimated by the optics 3, into the modified Micheison interferometer with the beam splitter 4 Beam splitter 4 divides this beam into measuring beam 5 and reference beam 6. Measuring beam 5 strikes eye 7 and is separated from its interfaces, for example corneal front surface 8, corneal rear surface 9, lens front surface 10, lens Back surface 11 and fundus 12 reflected back. The reflected light waves 45 pass through the interferometer and hit the photodetector 13. The reference beam 6 is reflected by the triple prism 14, transmits the flat plate 15 (a second time) and is reflected by the rear surface of the beam splitter 4 onto the photodetector 13, where it is comes to interference with the times 45 reflected by the eye 7.
Zur Registrierung des Interferogramms G(τ) wird der Referenzspiegel 14 mitTo register the interferogram G (τ), the reference mirror 14 is also used
Hilfe einer aus Schlitten 16, Führung 17, Antriebsspindel 18 und Motor 19 bestehenden Scanningvorrichtung bewegt. Damit verbunden ist eine Doppier- Verschiebung der reflektierten Referenzwelle. Das Interferogramm G(τ) erhält man aus dem photoelektrischen Signal des Detektors 13 durch Frequenzbandfilterung bei der Dopplerfrequenz. Wenn die optischen Wegstrecken in Messstrahl 5 und Referenzstrahl 6 innerhalb der Kohärenzlänge gleich groß sind, wie beispielsweise in der Figur 1 mit der Strecke D für die Linsen-Vorderfiäche 10 angedeutet, tritt am Photodetektor 13 ein photoelektrisches Wechsel-Signal mit dieser Dopplerfrequenz auf, wie in der Figur 2 mit dem Teiiinterferogramm 23 angedeutet. Die z-Koordinate der Figur 2 ist über die Geschwindigkeit v des Referenzspiegels 14 mit der τ - Koordinate verknüpft: τ = 2zlc und z = v t , wobei lc die Kohärenziänge istMoved with the aid of a scanning device consisting of slide 16, guide 17, drive spindle 18 and motor 19. This is associated with a double shift of the reflected reference wave. The interferogram G (τ) is obtained from the photoelectric signal of the detector 13 by frequency band filtering at the Doppler frequency. If the optical paths in the measuring beam 5 and reference beam 6 are of equal size within the coherence length, as indicated, for example, in FIG. 1 by the distance D for the lens front surface 10, a photoelectric alternating signal with this Doppler frequency occurs at the photodetector 13, as is the case with the Doppler frequency indicated in FIG. 2 with the partial interferogram 23. The z coordinate of FIG. 2 is linked to the τ coordinate via the speed v of the reference mirror 14: τ = 2zlc and z = vt, where l c is the coherence length
G(z) enthält eine Reihe von Teilinterferogrammen, gemäß Figur 2: dabei ist 21 das Interferogramm der von der Kornea-Vorderfläche 8 reflektierten Welle mit der Referenzwelle 6; 22 jenes der von der Kornea-Rückfläche 9 reflektierten Welle mit der Referenzwelle 6; 23 jenes von der Linsen-Vorderfläche 10 reflektierten Welle mit der Referenzwelle 6 und 24 jenes von der Linsen- Rückfläche 11 reflektierten Welle mit der Referenzwelle 6. Das Interferogramm der vom Fundus 12 reflektierten Welle mit der Referenzwelle 6 ist nicht dargestellt. In der Physik werden diese Interferogramme auch als Interferenz von an den Grenzflächen reflektierten Wellengruppen mit jener des Referenzarms beschrieben. Die Figur 2 deutet die dispersionsbedingte Zunahme der Kohärenzlänge lc entlang der Abszisse sowie eine Veränderung der Signalform dieser Wellengruppen an.G (z) contains a series of partial interferograms, according to FIG. 2: 21 is the interferogram of the wave reflected by the corneal front surface 8 with the reference wave 6; 22 that of the wave reflected by the corneal rear surface 9 with the reference wave 6; 23 that wave reflected by the lens front surface 10 with the reference wave 6 and 24 that wave reflected by the lens rear surface 11 with the reference wave 6. The interferogram of the wave reflected by the fundus 12 with the reference wave 6 is not shown. In physics, these interferograms are also described as the interference of wave groups reflected at the interfaces with that of the reference arm. Figure 2 indicates the dispersion-related Increase in the coherence length l c along the abscissa and a change in the waveform of these wave groups.
Die in der Figur 2 skizzierte dispersionsbedingte Veränderung der Teilinterferogramme G(z) ist die Basis für die hier präsentierte Dispersionsund Glukosemessung. Die Stellen, an denen die Teilinterferogramme im Messobjekt enstehen, sind daher mögliche Positionen für die dk Dispersionsmessung. Die Dispersion 1. Ordnung, das ist — , verursacht eine dω von der Phasengeschwindigkeit c des Lichts unterschiedlicheThe dispersion-related change in the partial interferograms G (z) outlined in FIG. 2 is the basis for the dispersion and glucose measurement presented here. The locations at which the partial interferograms are created in the measurement object are therefore possible positions for the dk dispersion measurement. The 1st order dispersion, that is -, causes a dω different from the phase velocity c of light
Gruppengeschwindigkeit: vG ist die Group speed: v G is the
Wellenzahl, ωQ = 2πv0 mit der mittleren Frequenz v0 der Lichtwelle. dn nG = 77- 1 — ist der Gruppenindex, n ist der Brechungsindex. Die Dispersion d λ d2k 1 c d n 2. Ordnung ist — - = — -; diese verändert die Kohärenzlänge und die dω2 2π v32 Form der Teilinterferogramme. Da der spektrale Verlauf des Brechungsindex n durch die Polarisierbarkeit der Moleküle des Mediums bestimmt wird, sind dsn dieser, als auch seine s-ten Differentialquotienten charakteristisch für die dλs das Licht transmittierenden Molekülarten. Für eine solche Charakterisierung kann also sowohl der spektrale Verlauf von n(λ) als auch der spektrale VerlaufWavenumber, ω Q = 2πv 0 with the mean frequency v 0 of the light wave. dn n G = 77-1 - is the group index, n is the refractive index. The dispersion d λ d 2 k 1 cdn 2nd order is - - = - -; this changes the coherence length and the dω 2 2π v 32 shape of the partial interferograms. Since the spectral course of the refractive index n is determined by the polarizability of the molecules of the medium, d s n, as well as its s th differential quotient, are characteristic of the dλ s light-transmitting molecule types. Both the spectral profile of n (λ) and the spectral profile can be used for such a characterization
der s-ten Differentialquotienten — — herangezogen werden. dλs of the s th differential quotient - - are used. dλ s
Es hat sich gezeigt, dass bereits die Verwendung der Dispersion 2. Ordnung d2n (oc — -) den Giukosegehalt in wässrigen Lösungen mit einer Empfindlichkeit dλ bestimmen Iässt, die von der Größe der physiologisch relevanten Werte ist [Liu et al., Proc. SPIE 2003]. Eine entsprechende vorläufige Kaiibrierungsgraphik ist in der Figur 4 abgebildet. Das Verfahren kann durch besonders breitbandige Lichtquellen und unter Einbeziehung der spektralen Werte der Dispersion 1. Ordnung, der spektralen Werte der Dispersion 3. Ordnung und des spektralen Brechungsindex noch empfindlicher und genauer werden.It has been shown that the use of the second-order dispersion d 2 n (oc - -) allows the giucose content in aqueous solutions to be determined with a sensitivity dλ that is dependent on the size of the physiologically relevant values [Liu et al., Proc , SPIE 2003]. A corresponding preliminary calibration graphic is shown in Figure 4. The method can be made even more sensitive and precise by using particularly broadband light sources and taking into account the spectral values of the 1st order dispersion, the spectral values of the 3rd order dispersion and the spectral refractive index.
Um die Datenregistrierung und -Verarbeitung nicht, mit gerätebedingter Dispersion zu beiasten, ist es sinnvoll, die Dispersion im Messarm bis zur Position der Dispersionsmessung mit gleich großer Dispersion im Referenzarm zu kompensieren. Um bei der Dispersionsmessung am Auge den Einfluss des Wassers auf die Dispersion des Kammerwassers zu kompensieren, kann man im Refereπzstrahl eine wassergefüllte Küvette anordnen, deren Wasserstrecke jener der Kammertiefe plus der Korneadicke entspricht. Wegen des großen Wassergehalts der Kornea kann man diese in die Dispersionskompensation für Wasser mit einbeziehen. Anstelle der wassergefüllten Küvette kann man auch, entsprechend Figur 1 , eine Planplatte 15 aus Glas im . Referenzstrahl anordnen. Diese muss dieselbe Dispersion erzeugen, wie die 3,6mm lange Strecke vom Komeascheitel bis zum vorderen Linsenscheitel (Gullstrand- Auge). Für BK 7 und die Dispersion 2; Ordnung ist das für λ =- ,5μm bis λ -= 0,8μm beispielsweise bei einer Dicke von rund 2,3mm der Fall. Dann verbleibt im Idealfall im Interferogramm nur die Wirkung der von dem gelösten .Stoff, wie beispielsweise Glukose, erzeugten Dispersion.In order not to interfere with data registration and processing with device-related dispersion, it makes sense to compensate for the dispersion in the measuring arm up to the position of the dispersion measurement with the same amount of dispersion in the reference arm. In order to compensate for the influence of water on the dispersion of the aqueous humor in the dispersion measurement on the eye, a water-filled cuvette can be arranged in the reference jet, the water distance of which corresponds to that of the chamber depth plus the corneal thickness. Because of the high water content of the cornea, it can be included in the dispersion compensation for water. Instead of the water-filled cuvette, you can also, according to Figure 1, a flat plate 15 made of glass in. Arrange the reference beam. This must produce the same dispersion as the 3.6 mm long section from the comea apex to the front lens apex (Gullstrand eye). For BK 7 and dispersion 2 ; This is the case for λ = -, 5μm to λ - = 0.8μm, for example with a thickness of around 2.3mm. Then, in the ideal case, only the effect of the dispersion produced by the dissolved substance, such as glucose, remains in the interferogram.
Die Dispersionswirkung der Glukose ist proportional zu deren Konzentration im Kammerwasser als auch zur Vorderkammertiefe. Zur Bestimmung der Kammerwasser-Glukose muss man daher die Vorderkammertiefe und die Korneadicke kennen. Diese Dicken entsprechen den Abständen der Interferogramme 21 und 22 sowie 22 und 23. Die Korneadicke ist τc - VGC > die Vorderkammertiefe ist K 'VGVK > worin vGC und VQVK die Gruppengeschwindigkeiten in der Kornea und in der Vorderkammer sind. Die Information über die Vorderkammer-Glukose steckt im Interferogramm 23 der Linsen-Vorderfläche 10. Zur Erfassung des Interferogramrns 23 der Linsen- Vorderf lache 10 genügt eine sehr kurze Bewegung des Referenzspiegels 14; grundsätzlich genügt eine Strecke von einigen Kohärenziängen. Je nach Bandbreite der Lichtquelle 1 sind das einige Mikrometer bis einige -zig Mikrometer. Es wird daher neben dem vom Schlitten 16 ausgeführten Kurzkohärenz-Tiefenscan (in der Literatur auch als A-Scan bekannt), für diese Dispersionsmessung ein Kurzscan-Modus für den Referenzspiegel vorgesehen; bei dem er nur um eine kurze Strecke, beispielsweise Vz mm virtuell zentriert um die Position der Dispersionsmessung, beispielsweise um die Position der Linsen-Vorderfläche 10, bewegt wird. Das kann durch einen entsprechenden elektrischen Kurzscan-Modus der den Antriebsmotor 19 steuernden Kontrolleinheit 25 erfolgen. Ein solcher Kύrzscan-Modus kann auch dadurch realisiert werden, dass der Referenzspiegel 14 mittels einer piezoelektrischen. Verstelleinheit 20 auf dem Schlitten 16 befestigt ist, mit deren Hilfe bei feststehendem Schlitten 16 eine präzise Bewegung um einige -zig Mikrometer bis einige hundert Mikrometer, ausgeführt wird. Anstelle der piezoelektrischen Verstellung kann der Kurzscan-Modus auch durch eine elektrodynamische Verstellung mittels sogenannter „Voice-Coil" oder eine andere Feinverstellung realisiert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass auch der Kurzkohärenz-Tiefenscan selbst mit einer der zuletzt genannten Vorrichtungen ausgeführt werden kann. Auch in diesem Fall kann der Kurzscan-Modus mittels der elektrischen Kontrolleinheit 25 realisiert werden. Schließlich kann der A-Scan auch mittels der von Kwong et al 1993 [Kwong-KF, Yankelevich-D, Chu-KC, Heritage-JP-, and Dienes-A: 400-Hz mechanical scanning optical delay line. Opt. Lett. 18(7), 558-560, 1993] beschriebenen „Dealy Line" ausgeführt werden. Hier kann der Kurzscan-Modus durch entsprechende elektrische Ansteuerung eines Kippspiegels realisiert werden.The dispersion effect of glucose is proportional to its concentration in the aqueous humor as well as to the depth of the anterior chamber. To determine the aqueous humor glucose, you therefore need to know the anterior chamber depth and the corneal thickness. These thicknesses correspond to the distances of the interferograms 21 and 22 as well as 22 and 23. The corneal thickness is τ c - VGC > the anterior chamber depth is K ' V GVK > where v GC and VQ VK are the group velocities in the cornea and in the anterior chamber. The information about the anterior chamber glucose is contained in the interferogram 23 of the front surface 10 of the lens. A very short movement of the reference mirror 14 is sufficient to detect the interferogram 23 of the front surface 10 of the lens; in principle, a distance of a few coherence lengths is sufficient. Depending on the bandwidth of the light source 1, this is a few micrometers to a few tens of micrometers. In addition to the short coherence depth scan carried out by the slide 16 (also known in the literature as an A scan), a short scan mode for the reference mirror is provided for this dispersion measurement; in which it is only moved a short distance, for example Vz mm virtually centered around the position of the dispersion measurement, for example around the position of the lens front surface 10. This can be done by a corresponding electrical short scan mode of the control unit 25 controlling the drive motor 19. Such a short scan mode can also be realized in that the reference mirror 14 by means of a piezoelectric. Adjustment unit 20 is fastened on the carriage 16, with the aid of which a precise movement of a few tens of micrometers to a few hundred micrometers is carried out when the carriage 16 is stationary. Instead of the piezoelectric adjustment, the short scan mode can also be implemented by an electrodynamic adjustment by means of a so-called "voice coil" or another fine adjustment. It should be pointed out that the short coherence depth scan itself can also be carried out using one of the last-mentioned devices. In this case too, the short scan mode can be implemented by means of the electrical control unit 25. Finally, the A-scan can also be carried out using the method described by Kwong et al 1993 [Kwong-KF, Yankelevich-D, Chu-KC, Heritage-JP-, and Dienes-A: 400-Hz mechanical scanning optical delay line. Opt. Lett. 18 (7), 558-560, 1993]. Here can a tilting mirror realized the short scan mode by appropriate electrical control.
Allerdings muss beim Kurz-Scanmodus darauf geachtet werden, dass dieser tatsächlich auch zentriert um die Position der Dispersionsmessung, also beispielsweise der Linsen-Vorderfläche 10 erfolgt. Das ist bei freier Beweglichkeit des Kopfs (insbesondere des Probandenauges) relativ zum Interferometer nicht zu gewährleisten. Daher wird eine Stirnstütze 63 vorgesehen, mit deren Hilfe man durch Abstützen des Kopfs am Messgerät einen bis auf etwa ! mm genauen Geräteabstand gewährleisten kann (siehe Figur 7). Da die anatomische Lage des Auges 7 bezüglich der Stirn von Proband zu Proband variiert, muss diese Stirnstütze einen variablen Geräteabstand einzustellen erlauben. Entscheidend ist die richtige Position der Linsen-Vorderfiäche 10 des Auges 7 und dementsprechend die Position der Iris und der Eintrittspupille.However, in the short scan mode, care must be taken to ensure that this is actually centered around the position of the dispersion measurement, for example the front surface of the lens 10. That is with free Movement of the head (especially the subject's eye) relative to the interferometer cannot be guaranteed. For this reason, a forehead support 63 is provided, with the help of which one is supported up to approximately by supporting the head on the measuring device! mm can ensure exact device distance (see Figure 7). Since the anatomical position of the eye 7 with respect to the forehead varies from subject to subject, this forehead support must allow a variable device distance to be set. The correct position of the lens front surface 10 of the eye 7 and, accordingly, the position of the iris and the entrance pupil are decisive.
Es wird daher eine Vorrichtung vorgesehen, die es erlaubt, die Eintrittspupille des Auges 7 reproduzierbar an dieselbe Position bezüglich des lnterferometers zU bringen. Diese besteht aus einem (durchbohrten) sphärischen Hohlspiegel 30. Der Proband muss sein Auge 7 in eine solche Position bringen, dass der Hohlspiegel 30 die Eintrittspupille 31 des Auges 7 auf diese selbst im Maßstab 1:1 abbildet. Das ist der Fall, wenn der Proband, das Auge 7 dem Gerät nähernd, zum ersten Mal keinerlei Lichtempfindung mehr hat - oder, wenn der Proband, das Auge 7 vom Gerät entfernend, zum letzten Mal keinerlei Lichtempfindung mehr hat. Dieser Vorgang wird durch eine Stirnstütze 63 mit kontinuierlich einstellbarem Abstand erleichtert.A device is therefore provided which allows the entrance pupil of the eye 7 to be reproducibly brought to the same position with respect to the interferometer. This consists of a (pierced) spherical concave mirror 30. The test person must bring his eye 7 into such a position that the concave mirror 30 images the entrance pupil 31 of the eye 7 on it itself on a 1: 1 scale. This is the case if the subject, eye 7 approaching the device, has no light sensation for the first time - or if the subject, eye 7 removed from the device, has no light sensation for the last time. This process is facilitated by a forehead support 63 with a continuously adjustable distance.
Ferner muss die Blickrichtung des Auges 7 fixiert werden. Hierbei ist zu beachten, dass die Sehachse ca. 5° bis 10° nasal (in Richtung Nase) zur imaginären Symmetrieachse des optischen Systems, der optischen Achse, liegt. Um die Reflexe von den Grenzflächen des Auges 7 in den Interferometer- •Strahlengang zu bekommen, muss das Auge 7 entsprechend orientiert werden. Dies wird mittels eines Zielstrahls 32 erreicht, der von der punktförmigen Lichtquelle 33 und der Kollimationsoptik 34 erzeugt wird und über den durchbohrten Umlenkspiegel 35 auf das Auge 7 gerichtet wird. Die Kollimationsoptik 34 ist in ihrer Halterung 36 in x- und y-Richtung verschiebbar, so dass hierdurch unterschiedliche Neigungen des Zielstrahls 32 relativ zur Achse des Messstrahls-5 eingestellt werden können. Zur Kompensation von Nichtiinearitäten bei der Verschiebung des Referenzspiegeis 14 ist ein weiteres, gestrichelt gezeichnetes Kaiibrier- lnterferometer vorgesehen: dieses besteht aus der Lichtquelle 40, die im Gegensatz zur Lichtquelle 1 zeitlich hoch kohärent ist, wie beispielsweise ein Monomoden-Halbleiteriaser oder ein Heiium-Neon-Laser. Ferner besteht dieses Kalibrier-Interferometer aus einer Kollimationsoptik 41, einem Umlenkspiegel 42, einem Endspiegel 43 und dem Photodetektor 44. Als Strahlteiler und Referenzspiegel fungieren der Strahlteiler 4 und der Referen∑spiegel 14 des Kurzkohärenz-lriterferometers. Der Strahlenverlauf des Kalibrier-Interferometers ist in der Figur 1 seitlich zum Strahlenveriauf des Kurzkohärenz-Interferometers versetzt gestrichelt gezeichnet. Er liegt jedoch tatsächlich etwas über oder unterhalb von dem Strahlenverlauf des Kurzkohärenz-Interferometers.Furthermore, the viewing direction of the eye 7 must be fixed. It should be noted that the visual axis is approx. 5 ° to 10 ° nasal (towards the nose) to the imaginary axis of symmetry of the optical system, the optical axis. In order to get the reflections from the interfaces of the eye 7 into the interferometer beam path, the eye 7 must be oriented accordingly. This is achieved by means of a target beam 32, which is generated by the punctiform light source 33 and the collimation optics 34 and is directed onto the eye 7 via the pierced deflection mirror 35. The collimation optics 34 can be moved in their holder 36 in the x and y directions, so that different inclinations of the target beam 32 relative to the axis of the measuring beam-5 can be set. To compensate for non-linearities in the displacement of the reference mirror 14, a further quay calibration interferometer is shown: This consists of the light source 40, which, in contrast to the light source 1, is highly coherent in time, such as a monomode semiconductor laser or a Heiium neon -Laser. Furthermore, this calibration interferometer consists of collimation optics 41, a deflecting mirror 42, an end mirror 43 and the photodetector 44. The beam splitter 4 and the reference mirror 14 of the short-coherence-iriterferometer act as a beam splitter and reference mirror. The beam path of the calibration interferometer is shown in dashed lines in FIG. 1 offset to the side of the beam course of the short-coherence interferometer. However, it is actually slightly above or below the beam path of the short coherence interferometer.
Die von den Photodetektoren gelieferten elektrischen Signale werden in dem Recheneinheit 60 verarbeitet. Dabei ist eine streng linear mit τ verlaufende Abszisse wichtig. Durch Geschwindigkeitsschwankungen des Referenzspiegels 14 entstehen hier jedoch gravierende Nichtiinearitäten in τ . Diese werden mit Hilfe des Photodetektor-Signais des Kalibrier-Interferometers behoben. Das Kalibrier-Interferometer liefert während der gesamten Verschiebung des Referenzspiegels 14 ein periodisches Signal mit einer Periodenlänge von der halben Wellenlänge seines Lichts, wie in der Figur 5 skizziert. Damit wird die Abszisse in konstante Abschnitte unterteilt, die als Zeitbasis für das synchron aufgezeichnete Messsignal dienen können und damit die Zeitskala des Messsignals linearisieren.The electrical signals supplied by the photodetectors are processed in the computing unit 60. A strictly linear abscissa with τ is important. Due to speed fluctuations of the reference mirror 14, however, serious non-linearities in τ arise here. These are eliminated with the help of the photodetector signal of the calibration interferometer. The calibration interferometer delivers a periodic signal with a period length of half the wavelength of its light during the entire displacement of the reference mirror 14, as outlined in FIG. 5. This divides the abscissa into constant sections, which can serve as a time base for the synchronously recorded measurement signal and thus linearize the time scale of the measurement signal.
2.2 Spektral-lnterferometrie2.2 Spectral interferometry
Dieses optische Prinzip ist in der Figur 6 dargestellt. Eine zeitlich kurzkohärente Lichtquelle 1, wie beispielsweise eine Superlumineszenzdiode, ein Multimodeniaser, eine LED, eine Piasmalampe, eine Glühlampe oder eine Halogenlampe, emittiert einen kurzkohärenten Lichtstrahl 2, der von der Optik 3 in das modifizierte Michelson-Interferometer mit dem Strahlteiler 4 kollimiert wird. Der Strahlteiler 4 teilt diesen Strahl in Messstrahl 5 und Referenzstrahl 6. Der Messstrahi 5 trifft auf das Auge 7 und wird von dessen Grenzflächen, beispielsweise Kornea-Vorderfläche 8, Kόmea-Rückfläche 9, Linsen- Vorderfläche 10, Linsen-Rückfläche 11 und Fundus 12 zurück reflektiert. Diese reflektierten Lichtweifen 45 durchlaufen das Interferometer und treffen auf das aus Eintrittsblende 51, Kollimationsoptik 52, Beugungsgitter 53, Fokussieroptik 55 und Detektorarray 56 bestehende Spektrometer. Der Referenzstrahl 6 transmittiert die Planpiatte 15, wird von dem Referenzspiegei 14 reflektiert, transmittiert die Planplatte 15 ein zweites Mal und wird von der Rückfläche des Strahlteilers 4 in auf die Eintrittsblende 51 des Spektrometers gelenkt, wo es mit den vom Auge 7 reflektierten Wellen 45 interferiert.This optical principle is shown in FIG. 6. A temporally short-coherent light source 1, such as a superluminescent diode, a multimode laser, an LED, a piasmal lamp, an incandescent lamp or a halogen lamp, emits a short-coherent light beam 2, which is collimated by the optics 3 into the modified Michelson interferometer with the beam splitter 4. The beam splitter 4 divides this beam into the measuring beam 5 and the reference beam 6. The measuring beam 5 strikes the eye 7 and is separated from its interfaces, for example the front surface of the cornea 8, the rear surface of the cornea 9, the front surface of the lens 10, the rear surface of the lens 11 and the fundus 12 reflected back. These reflected light waves 45 pass through the interferometer and strike the spectrometer consisting of entrance aperture 51, collimation optics 52, diffraction grating 53, focusing optics 55 and detector array 56. The reference beam 6 transmits the plane plate 15, is reflected by the reference mirror 14, transmits the plane plate 15 a second time and is directed from the rear surface of the beam splitter 4 into the entrance aperture 51 of the spectrometer, where it interferes with the waves 45 reflected by the eye 7 ,
Hier bildet das vom Detektorarray 56 in der Spektralebene 70 registrierte spektrale Interferogramm i(ω) die Basis für die Berechnung der Dispersionen s-ter Ordnung, wie unter Punkt 7.2.2 beschrieben. Die Messung der intraokulären Teilstrecken wie Korneadicke, Vorderkammertiefe und Linsendicke erfolgt nach den Regeln der Kurzkohärenz-Interferometrie („Fourier-domain LCI", siehe die oben zitierte Übersichtsarbeit A. F. Fercher und C. K. Hitzenberger: Optical Coherence Tomography, in: Progress in Optics . Vol. 44 (2003), Ch. 4, Editor E. Wolf ). Hierzu muss die virtuelle Position des Referenzspiegels (gespiegelt um die Strahlteilerfläche des lnterferometers) etwa die doppelte Distanz der Summe dieser Teilstrecken vor der Kornea liegen. Die Stirnstütze 63 muss daher so ausgelegt sein, dass sie diesen Abstand einzustellen erlaubt.Here, the spectral interferogram i (ω) registered in the spectral plane 70 by the detector array 56 forms the basis for the calculation of the first-order dispersions, as described under item 7.2.2. The measurement of the intraocular sections such as corneal thickness, anterior chamber depth and lens thickness is carried out according to the rules of short coherence interferometry ("Fourier-domain LCI", see the above-cited review AF Fercher and CK Hitzenberger: Optical Coherence Tomography, in: Progress in Optics . Vol. 44 (2003), Ch. 4, editor E. Wolf) For this purpose, the virtual position of the reference mirror (mirrored around the beam splitter surface of the interferometer) must be approximately twice the distance of the sum of these sections in front of the cornea be that it allows you to set this distance.
Auch hier ist es sinnvoll, die Datenregistrierung und -Verarbeitung nicht mit gerätebedingter Dispersion zu belasten und die Dispersion im Messarm mit gleich großer Dispersion im Referenzarm zu kompensieren. Beispielsweise mittels einer wassergefüllten Küvette oder einer geeigneten Planplatte 15 aus Glas oder einem anderen transparenten Werkstoff mit geeigneter Dispersion.Here, too, it makes sense not to burden the data registration and processing with device-related dispersion and to compensate for the dispersion in the measuring arm with an equally large dispersion in the reference arm. For example by means of a water-filled cuvette or a suitable flat plate 15 made of glass or another transparent material with a suitable dispersion.
Da die Information über die Vorderkammer-Glukose in dem von der Position der Dispersionsmessung, also beispielsweise der Linsen-Vorderfläche 10 reflektierten Licht steckt, sollte diese Position mit maximaler Auflösung erfasst werden. Um die Fourier-Komponenten des von der Position der Dispersionsmessung reflektierten Lichts mit maximaler Abtastrate zu registrieren, muss die virtuelle Position des Referenzspiegels (gespiegelt um die Strahlteilerfläche des lnterferometers) - anders als bei der schon bekannten Fourier-domain LCI Längenmesstechnik - möglichst nahe an der Position der Dispersionsmessung liegen. Dazu wird eine Stirnstütze 63 vorgesehen, mit deren Hilfe man durch Abstützen des Kopfs am Messgerät einen bis auf etwa 1 mm genauen Geräteabstand gewährleisten kann. Da die anatomische Lage des Auges 7 bezüglich der Stirn von Proband zu Proband variiert, muss der Geräteabstand variabel einstellbar sein.Since the information about the anterior chamber glucose is contained in the light reflected by the position of the dispersion measurement, for example the front surface of the lens 10, this position should be detected with maximum resolution. In order to register the Fourier components of the light reflected from the position of the dispersion measurement with the maximum sampling rate, the virtual position of the reference mirror (mirrored around the beam splitter surface of the interferometer) - unlike the already known Fourier-domain LCI length measurement technology - must be as close as possible to that Position of the dispersion measurement lie. For this purpose, a forehead support 63 is provided, by means of which one can ensure an accurate device distance of up to approximately 1 mm by supporting the head on the measuring device. Since the anatomical position of the eye 7 with respect to the forehead varies from subject to subject, the device distance must be variably adjustable.
Entscheidend für die Messung der Kammerwasser-Dispersion ist die richtige Position der Linsen-Vorderfiäche 10 des Auges 7; diese entspricht der Position der Iris und damit der Eintrittspupille 31 des Auges 7. Es wird daher auch hier eine Vorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe der Proband die Eintrittspupille 31 seines Auges 7 reproduzierbar an dieselbe Position bezüglich des lnterferometers bringen kann. Dazu wird am Messfenster des lnterferometers ein (durchbohrter) sphärischer Hohlspiegel 30 angebracht. Der Proband muss sein Auge 7 in eine solche Position bringen, dass der Hohlspiegel 30 die Eiπtrittspupille 31 des Auges 7 auf diese selbst im Maßstab 1 :1 abbildet. Das ist der Fall, wenn der Proband, sein Auge 7 dem Gerät nähernd, zum ersten Mal keinerlei Lichtempfindung mehr hat - oder, wenn der Proband, sein Auge 7 vom Gerät entfernend, zum letzten Mal keinerlei Lichtempfindung mehr hat. Dieser Vorgang wird durch eine Stirnstütze 63 mit kontinuierlich veränderlichem Abstand erleichtert. Auch hier muss die Blickrichtung des Auges 7 des Probanden fixiert werden. Dies . wird auch hier mittels eines Zielstrahls 32 erreicht, der von der punktförmigen Lichtquelle 33 und der Kollimationsoptik 34 erzeugt wird und über den (durchbohrten) Umlenkspiegel 35 auf das Probandenauge 7 gerichtet wird. Die Optik 34 ist in ihrer Halterung 36 in x- und y-Richtung verschiebbar, so dass hierdurch unterschiedliche Neigungen des Zielstrahls 32 relativ zur Achse des Messstrahis 5 eingestellt werden können.The correct position of the lens front surface 10 of the eye 7 is decisive for the measurement of the aqueous humor dispersion; this corresponds to the position of the iris and thus the entrance pupil 31 of the eye 7. A device is therefore also provided here, by means of which the test person can bring the entrance pupil 31 of his eye 7 reproducibly to the same position with respect to the interferometer. For this purpose, a (pierced) spherical concave mirror 30 is attached to the measuring window of the interferometer. The test subject must move his eye 7 into such a position that the concave mirror 30 images the entrance pupil 31 of the eye 7 on it itself on a 1: 1 scale. This is the case when the subject, who approaches his eye 7 to the device, no longer has any light sensation for the first time - or, when the subject, who removes his eye 7 from the device, has no light sensation for the last time. This process is facilitated by a forehead support 63 with a continuously variable distance. Here too, the gaze direction of the subject's eye 7 must be fixed. This. is also achieved here by means of a target beam 32, which is generated by the punctiform light source 33 and the collimation optics 34 and is directed onto the subject's eye 7 via the (pierced) deflecting mirror 35. The optics 34 can be displaced in their holder 36 in the x and y directions, so that different inclinations of the target beam 32 relative to the axis of the measuring beam 5 can thereby be set.
3. Glukometer3. Glucometer
Die unter Punkt 7. beschriebenen Berechnungsverfahren werden in einer Recheneinheit 60 beziehungsweise 61 ausgeführt. Aus den berechneten Dispersionen wird der Glukosegehalt anhand gespeicherter empirischer Tabellen, wie beispielsweise der in Figur 4 dargestellten, ermittelt. Figur 7 zeigt den Gebrauch eines solchen Geräts. Für eine individuelle Glukosekontrolle kann die gesamte Anordnung inklusive der Recheneinheit (60 oder 61) leicht in einem Gehäuse 62 untergebracht werden, welches mit einer Hand vor das Auge 7 gehalten und mittels der Stirnstütze 63 an der Stirn abgestützt werden kann. An der Oberfläche befinden sich auch eine Anzeigeeinheit 64 für den aus den gemessenen Dispersionen mittels intern gespeicherter Tabellen ermittelten Glukosegehalt und Drehknöpfe 65 zur Einstellung des Zielstrahls 32.The calculation methods described under point 7 are carried out in a computing unit 60 or 61. The glucose content is determined from the calculated dispersions on the basis of stored empirical tables, such as that shown in FIG. 4. Figure 7 shows the use of such a device. For individual glucose control, the entire arrangement including the computing unit (60 or 61) can easily be accommodated in a housing 62 which can be held in front of the eye 7 with one hand and supported on the forehead by means of the forehead support 63. On the surface there is also a display unit 64 for the glucose content determined from the measured dispersions by means of internally stored tables and rotary knobs 65 for setting the target beam 32.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Abstandseinstellung mittels der Stirnstütze 63 und die Einstellung des Zielstrahls 32 für einen Probanden nur zu Beginn der Nutzung des Gerätes anfallen. Bei weiteren Glukose-Messungen können diese Einstellungen entfallen.It should also be pointed out that the distance adjustment by means of the forehead support 63 and the adjustment of the aiming beam 32 only occur for a test subject at the beginning of the use of the device. These settings can be omitted for further glucose measurements.
Die beschriebenen Verfahren messen die kumulative Dispersion bis zur Position der Dispersionsmessung. Diese Verfahren können daher zur Messung der Dispersionen in anderen Geweben als Kornea und Kammerwasser eingesetzt werden. Beispielsweise zur Messung der kumulativen Dispersion in Kornea, Kammerwasser und Linse; oder zur Messung der kumulativen Dispersion in Kornea, Kammerwasser, Linse, und Glaskörper. Diese Verfahren können aber auch zur Messung der Dispersionen in anderen Geweben und Flüssigkeiten angewendet werden.The described methods measure the cumulative dispersion up to the position of the dispersion measurement. These methods can therefore be used to measure the dispersions in tissues other than cornea and aqueous humor be used. For example, to measure the cumulative dispersion in the cornea, aqueous humor and lens; or to measure the cumulative dispersion in cornea, aqueous humor, lens, and vitreous. These methods can be also used for measurement of the dispersions in other tissues and liquids.
Entscheidend dabei ist die Position des Referenzspiegeis: Bei der Spektral- lnterferometrie muss dieser virtuell möglichst nahe an der Position der Dispersionsmessung sein, damit das Tiefpass-Spektrum das Signal aus der Position der Dispersionsmessung enthält. Bei der Kurzkohärenz Korrelations- Interferometrie muss die Scanstrecke des Kurzscan-Modus die Position der Dispersionsmessung enthalten. Durch Differenzbildung kann aus diesen Messwerten auch die Dispersion einzelner Gewebe alleine, beispielsweise die Dispersion der Augenlinse, bestimmt werden. The decisive factor here is the position of the reference mirror: In spectral interferometry, this must be virtually as close as possible to the position of the dispersion measurement so that the low-pass spectrum contains the signal from the position of the dispersion measurement. With short-coherence correlation interferometry, the scan path of the short-scan mode must contain the position of the dispersion measurement. By forming the difference, the dispersion of individual tissues alone, for example the dispersion of the eye lens, can also be determined from these measured values.
BezuαszeichenϊistβBezuαszeichenϊistβ
1 Lichtquelle1 light source
2 kurzkohärenter Lichtstrahl2 short-coherent light beam
3 Optik3 optics
4 Strahlteiler4 beam splitters
5 Messstrahl5 measuring beam
6 Referenzstrahl6 reference beam
7 Auge7 eye
8 Kornea- Vorderfläche8 front surface of the cornea
9 Komea-Rückfläche9 comea back surface
10 Linsen-Vorderfläche10 front lenses
11 Linsen-Rückfläche11 lens rear surface
12 Fundus12 fundus
13 Photodetektor13 photodetector
14 Referenzspiegel14 reference mirror
15 Planplatte15 flat plate
16 Schlitten16 sledges
17 Führung17 leadership
18 Antriebsspindel18 drive spindle
19 Motor19 engine
20 piezoelektrische Verstelleinheit20 piezoelectric adjustment unit
21 Teiiinterferogramm (zu 8)21 partial interferogram (for 8)
22 Teiiinterferogramm (zu 9)22 partial interferogram (for 9)
23 Teiiinterferogramm (zu 10)23 partial interferogram (for 10)
24 Teiiinterferogramm (zu 11)24 partial interferogram (for 11)
25 Kontrolleinheit25 control unit
30 sphärischer Hohlspiegel30 spherical concave mirror
31 Eintrittspupille31 entrance pupil
32 Zielstrahi32 target straight
33 punktförmige Lichtquelle33 point light source
34 Kollimationsoptik Umlenkspiegel34 Collimation optics deflecting
Halterungbracket
Lichtquellelight source
Kollimationsoptikcollimating optics
UmlenkspiegeiUmlenkspiegei
Endspiegelend mirror
Photodetektor reflektierte LichtwellenPhotodetector reflected light waves
Eintrittsblendeentrance diaphragm
Kollimationsoptikcollimating optics
Beugungsgitterdiffraction grating
Fokussieroptikfocusing optics
Detektorarraydetector array
Recheneinheitcomputer unit
Recheneinheitcomputer unit
Gehäusecasing
Stirnstützeforehead support
Anzeigeeinheitdisplay unit
Drehknöpfeknobs
Spektralebene Spectral plane

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren' zur Messung von Dicke und Dispersion transparenter oder teiitransparenter Gewebe bzw. Körperflüssigkeiten, durch anwenden ' der Kurzkohärenz-lnterferometrie, bei dem aus den Ergebnissen der Dispersionsmessung der Gehalt darin enthaltener, die optischen Eigenschaften beeinflussender Stoffe, bestimmt wird.1. Method ' for measuring the thickness and dispersion of transparent or partially transparent tissues or body fluids, by applying ' short-coherence interferometry, in which the content of substances influencing the optical properties is determined from the results of the dispersion measurement.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Gehalt der enthaltenen Stoffe mit Hilfe gespeicherter Tabellen ermittelt wird.2. The method according to claim 1, wherein the content of the substances contained is determined using stored tables.
3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem der Glukosegehalt mit Hilfe gespeicherter Tabellen aus den Ergebnissen der Dispersionsmessung ermittelt wird.3. The method according to at least one of claims 1 to 2, in which the glucose content is determined with the aid of stored tables from the results of the dispersion measurement.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zur Dispersionsmessung nur Teilinterferogramme aus dem Kurzkohärenz- Interferogramm G(τ) verwendet werden.4. The method according to at least one of claims 1 to 3, in which only partial interferograms from the short coherence interferogram G (τ) are used for the dispersion measurement.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Dispersionsmessung durch einen Kurzscan um eine vorgewählte Stelle, insbesondere die virtuelle Position der Dispersionsmessung, durchgeführt wird.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, in which the dispersion measurement is carried out by a short scan around a preselected location, in particular the virtual position of the dispersion measurement.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Dispersionsmessung durch anwenden der Kurzkohärenz-lnterferometrie am Auge erfolgt.6. The method according to at least one of claims 1 to 5, in which the dispersion measurement is carried out by applying the short coherence interferometry to the eye.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die relative Position eines Referenzspiegels (14) zum Auge (7) mit Hilfe einer Stirnstütze (63) fixiert und mittels, eines Hohlspiegels (30) eingestellt wird. 7. The method according to claim 6, wherein the relative position of a reference mirror (14) to the eye (7) with the help of a forehead support (63) is fixed and by means of a concave mirror (30) is set.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 7, bei dem die Orientierung des Auges (7) relativ zum Messstrahl (5) eines lnterferometers mit Hilfe eines Zielstrahls (32) erfolgt.8. The method according to at least one of claims 6 to 7, wherein the orientation of the eye (7) relative to the measuring beam (5) of an interferometer is carried out with the aid of a target beam (32).
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem als lnterferometers ein modifiziertes Michelson-Interferometer verwendet wird.9. The method according to at least one of claims 6 to 8, in which a modified Michelson interferometer is used as the interferometer.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Bewegung des Referenzspiegeis (14) mit Hilfe eines Kalibrier-Interferometers registriert wird..10. The method according to at least one of claims 6 to 9, in which the movement of the reference mirror (14) is registered with the aid of a calibration interferometer.
11. Anordnung zur Messung von Dicke und Dispersion transparenter und teiltransparenter Gewebe und Körperflüssigkeiten, bestehend aus einem Kurzkohärenz-Interferometer, und einer als Auswerteeinheit . dienende . Recheneinheit zur Bestimmung des Gehaltes darin enthaltener, die optischen Eigenschaften beeinflussender Stoffe.11. Arrangement for measuring the thickness and dispersion of transparent and partially transparent tissues and body fluids, consisting of a short-coherence interferometer and one as an evaluation unit. serving. Computing unit for determining the content of substances that influence the optical properties.
12. Anordnung nach Anspruch 11, bei der in der Recheneinheit Tabellen zur Bestimmung des Gehaltes, insbesondere von Glukose gespeichert sind.12. The arrangement according to claim 11, in which tables for determining the content, in particular of glucose, are stored in the computing unit.
13. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 12, bei der das Kurzkohärenz-Interferometer und die als Auswerteeinheit dienende Recheneinheit (60) zur Bestimmung am Auge (7) verwendet werden.13. The arrangement according to at least one of claims 11 to 12, in which the short-coherence interferometer and the computing unit (60) serving as an evaluation unit are used for determination on the eye (7).
14. Anordnung nach Anspruch 13, die zur Durchführung von Kurzscans um eine vorgewählte Stelle, insbesondere die virtuelle Position der Dispersionsmessung, über eine zusätzliche Kontrölleinheit (25) und einen Photodetektor (44) verfügt.14. Arrangement according to claim 13, which has an additional control unit (25) and a photodetector (44) for performing short scans around a preselected location, in particular the virtual position of the dispersion measurement.
15. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 14, die zum relativen Positionieren und Fixieren eines Referenzspiegels (14) zum Auge (7) über eine Stirnstütze (63) und einen Hohlspiegel (30) verfügt. 15. The arrangement according to at least one of claims 13 to 14, which has a forehead support (63) and a concave mirror (30) for the relative positioning and fixing of a reference mirror (14) to the eye (7).
16, Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15, die zur Orientierung des Auges (7) relativ zum Messstrahl (5) eines lnterferometers über eine Zieleinrichtung, bestehend aus einer Lichtquelle (33) einer Kollimationsoptik (34) und einem Umlenkspiegel (35), verfügt.16, Arrangement according to at least one of Claims 13 to 15, which is used to orient the eye (7) relative to the measuring beam (5) of an interferometer via a target device, consisting of a light source (33), collimation optics (34) and a deflecting mirror (35) , has.
17. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem als lnterferometers ein modifiziertes Michelson-Interferometer verwendet wird.17. The arrangement according to at least one of claims 13 to 16, in which a modified Michelson interferometer is used as the interferometer.
18. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 17, die zur Registrierung der Bewegung des Referenzspiegels (14) über ein Kalibrier- Interferometer verfügt.18. Arrangement according to at least one of claims 13 to 17, which has a calibration interferometer for registering the movement of the reference mirror (14).
19. Verfahren zur Messung von Dicke und Dispersion transparenter und teiltransparenter Gewebe und Körperfiüssigkeiten, durch anwenden der Spektral- lnterferometrie, bei dem aus den Ergebnissen der Dispersionsmessung der Gehalt darin enthaltener, die optischen Eigenschaften beeinflussender Stoffe, bestimmt wird.19. Method for measuring the thickness and dispersion of transparent and partially transparent tissues and body fluids, by using spectral interferometry, in which the content of substances influencing the optical properties is determined from the results of the dispersion measurement.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Gehalt der enthaltenen Stoffe mit Hilfe gespeicherter Tabellen ermittelt wird.20. The method according to claim 19, in which the content of the substances contained is determined using stored tables.
21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 20, bei dem der Glukosegehalt mit Hilfe gespeicherter Tabellen aus den Ergebnissen der Dispersionsmessung ermittelt wird.21. The method according to at least one of claims 19 to 20, in which the glucose content is determined with the aid of stored tables from the results of the dispersion measurement.
22. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 21 , bei dem zur Dispersionsmessung nur ein Teilbereich aus dem 1/P-Frequenzen Spektrum des spektralen Interferogram ms benutzt wird.22. The method according to at least one of claims 19 to 21, in which only a portion of the 1 / P-frequency spectrum of the spectral interferogram ms is used for the dispersion measurement.
23. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche W bis 22, bei dem nur ein tiefpass-gefilterter Teil des 1/P-Spektrums des spektralen Interferogramms zur Dispersionsmessung benutzt wird. 23. The method according to at least one of claims W to 22, in which only a low-pass filtered part of the 1 / P spectrum of the spectral interferogram is used for the dispersion measurement.
24. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem die Dispersionsmessung durch anwenden der Spektral-lnterferometrie am Auge erfolgt.24. The method according to at least one of claims 19 to 23, in which the dispersion measurement is carried out by applying spectral interferometry to the eye.
25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die relative Position des Auges (7) bezüglich eines Referenzspiegels (14) mit Hilfe einer Stirnstütze (63) fixiert und mittels eines Hohlspiegels (30) eingestellt wird.25. The method according to claim 24, wherein the relative position of the eye (7) with respect to a reference mirror (14) is fixed with the help of a forehead support (63) and adjusted by means of a concave mirror (30).
26. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 25, bei dem die Orientierung des Auges (7) relativ zum Messstrahl (5) eines lnterferometers mit Hilfe eines Zielstrahls (32) erfolgt.26. The method according to at least one of claims 24 to 25, wherein the orientation of the eye (7) relative to the measuring beam (5) of an interferometer is carried out with the aid of a target beam (32).
27. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 26, bei dem als Interferometer ein modifiziertes Michelson-Interferometer verwendet wird.27. The method according to at least one of claims 24 to 26, in which a modified Michelson interferometer is used as the interferometer.
28. Anordnung zur Messung von Dicke und Dispersion transparenter und teiltransparenter Gewebe und Körperflüssigkeiten, bestehend aus einem Spektral-Interferometer, und einer als Auswerteeinheit dienende Recheneinheit zur Bestimmung des Gehaltes darin enthaltener, die optischen Eigenschaften beeinflussender Stoffe.28. Arrangement for measuring the thickness and dispersion of transparent and partially transparent tissues and body fluids, consisting of a spectral interferometer, and a computing unit serving as an evaluation unit for determining the content of substances therein which influence the optical properties.
29. Anordnung nach Anspruch 28, bei der in der Recheneinheit Tabellen zur Bestimmung des Gehaltes, insbesondere von Glukose gespeichert sind.29. The arrangement as claimed in claim 28, in which tables for determining the content, in particular glucose, are stored in the computing unit.
30. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 28 bis 29, bei der nur ein tiefpass-gefilterter Teil des 1/P-Spektrums des spektralen Interferogram ms zur Dispersionsmessung benutzt wird.30. Arrangement according to at least one of claims 28 to 29, in which only a low-pass filtered part of the 1 / P spectrum of the spectral interferogram ms is used for the dispersion measurement.
31. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 28 bis 30, bei der das Spektral-Interferometer und die als Auswerteeinheit dienende Recheneinheit (61) zur Bestimmung am Auge (7) verwendet werden. 31. Arrangement according to at least one of claims 28 to 30, in which the spectral interferometer and the computing unit (61) serving as an evaluation unit are used for determination on the eye (7).
32. Anordnung nach Anspruch 31 , die zum relativen Positionieren und Fixieren des Auges (7) bezüglich eines Referenzspiegeis (14) über eine Stirnstütze (63) und einen Hohlspiegel (30) verfügt.32. Arrangement according to claim 31, which has a forehead support (63) and a concave mirror (30) for the relative positioning and fixing of the eye (7) with respect to a reference mirror (14).
33. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 32 bis 33, die zur Orientierung des Auges "(7) relativ zum Messstrahl (5) eines lnterferometers über eine Zieleinrichtung, bestehend aus einer Lichtquelle (33) einer Kollimationsoptik (34) und einem Umlenkspiegel (35), verfügt.33. Arrangement according to at least one of claims 32 to 33, which for orienting the eye "(7) relative to the measuring beam (5) of an interferometer via a target device, consisting of a light source (33), collimation optics (34) and a deflection mirror (35 ).
34. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 32 bis 34, bei dem als Interferometer ein modifiziertes Michelson-Interferometer verwendet wird.34. Arrangement according to at least one of claims 32 to 34, in which a modified Michelson interferometer is used as the interferometer.
35. Anordnung nach mindestens einem der ' Ansprüche 32 bis 35, die zur Registrierung der Bewegung des Referenzspiegels (14) über ein Kalibrier- Interferometer verfügt. 35. Arrangement according to at least one of ' claims 32 to 35, which has a calibration interferometer for registering the movement of the reference mirror (14).
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