PL205340B1 - Method of fast object imaging by means of spectral optical tomography in partially coherent light - Google Patents

Method of fast object imaging by means of spectral optical tomography in partially coherent light

Info

Publication number
PL205340B1
PL205340B1 PL357000A PL35700002A PL205340B1 PL 205340 B1 PL205340 B1 PL 205340B1 PL 357000 A PL357000 A PL 357000A PL 35700002 A PL35700002 A PL 35700002A PL 205340 B1 PL205340 B1 PL 205340B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
anatomical object
interference
directed
recorded
scanner
Prior art date
Application number
PL357000A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL357000A1 (en
Inventor
Maciej Wojtkowski
Andrzej Kowalczyk
Piotr Targowski
Rainer Leitgeb
Original Assignee
Woszczyk Pawe & Lstrok
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 Woszczyk Pawe & Lstrok filed Critical Woszczyk Pawe & Lstrok
Priority to PL357000A priority Critical patent/PL205340B1/en
Priority to PCT/PL2003/000118 priority patent/WO2004043245A1/en
Publication of PL357000A1 publication Critical patent/PL357000A1/en
Publication of PL205340B1 publication Critical patent/PL205340B1/en

Links

Landscapes

  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób obrazowania obiektu anatomicznego metodą spektralnej tomografii optycznej, zwłaszcza siatkówki oka ludzkiego.The subject of the invention is a method of imaging an anatomical object by optical spectral tomography, in particular the retina of the human eye.

Znany jest sposób obrazowania przekrojów obiektów przeźroczystych i częściowo przeźroczystych metodą tomografii optycznej w świetle częściowo spójnym polegający na tym, że informację o strukturze obiektu wzdłu ż wią zki penetrują cej uzyskuje się z pomiarów sygnał u interferencyjnego, natomiast informację o kolejnych liniach przekroju otrzymuje się przesuwając promień sondujący w kierunku poprzecznym do kierunku rozchodzenia się ś wiatł a. Sposób ten realizuje si ę przez zastosowanie optycznego interferometru Michelsona ze źródłem światła o wysokim stopniu spójności przestrzennej oraz niskiej spójności czasowej i umieszczenie w jednym z ramion interferometru badanej próbki, a w drugim ruchomego zwierciadła odniesienia. Powstały w układzie interferometru, podczas przesuwania zwierciadła odniesienia, sygnał interferencyjny rejestrowany jest fotodiodą. Zarejestrowany sygnał interferencyjny jest następnie filtrowany za pomocą analogowego filtra pasmowo-przepustowego, po czym jest przetworzony w postać cyfrową i przesyłany do komputera. Cykl ten powtarzany jest dla kolejnych linii przekroju.There is a known method of imaging cross-sections of transparent and partially transparent objects by means of optical tomography in partially coherent light, which consists in the fact that the information on the structure of the object along the penetrating bond is obtained from measurements of the interference signal, while the information about the following cross-section lines is obtained by shifting the probing in a direction transverse to the light propagation direction. This method is carried out by using an optical Michelson interferometer with a light source with a high degree of spatial coherence and low temporal coherence, and placing a test sample in one of the interferometer arms and a movable reference mirror in the other. The interference signal created in the interferometer system, when the reference mirror is shifted, is registered with a photodiode. The recorded interference signal is then filtered with an analog bandpass filter, then digitized and sent to a computer. This cycle is repeated for successive cut lines.

Niedogodnością tego sposobu jest konieczność mechanicznego skanowania podłużnego w celu uzyskania informacji o osiowej strukturze badanego obiektu. Ogranicza to możliwość szybkiego obrazowania obiektu, a także jest źródłem błędów związanych z liniowością skanowania mechanicznego.The disadvantage of this method is the need for mechanical longitudinal scanning in order to obtain information about the axial structure of the examined object. This limits the possibility of quick imaging of the object, and is also a source of errors related to the linearity of mechanical scanning.

Znany jest również sposób spektralnej tomografii optycznej w świetle częściowo spójnym polegający na rejestracji spektrometrem prążków spektralnych bez potrzeby poruszania zwierciadłem odniesienia. W sposobie tym jako detektora używa się równocześnie wielu elementów światłoczułych rejestrujących całe widmo. Informacja o osiowej strukturze obiektu jest odtwarzana z sygnału spektralnego przy pomocy numerycznej transformaty Fouriera realizowanej przez komputer.A method of spectral optical tomography in partially coherent light is also known, which consists in registering spectral fringes with a spectrometer without the need to move the reference mirror. In this method, multiple photosensitive elements recording the entire spectrum are used simultaneously as a detector. The information about the axial structure of the object is reconstructed from the spectral signal by means of a computer-implemented numerical Fourier transform.

Niedogodnością tego sposobu jest stosunkowo niewielka szybkość transferu danych pomiędzy liniowym detektorem widma a procesorem realizującym transformatę Fouriera.The disadvantage of this method is the relatively low speed of data transfer between the linear spectrum detector and the processor implementing the Fourier transform.

Z dotychczasowej praktyki wynika, że w większości zastosowań obrazowania obiektów metodą spektralnej tomografii optycznej, zwłaszcza podczas badań obiektów anatomicznych in vivo, istotnym jest szybkość rejestracji określonej ilości następujących po sobie widm odpowiadających ilości analizowanego przekroju poprzecznego tak, aby przedmiot rejestracji nie zdążył się w tym czasie poruszać. Czas od zakończenia rejestracji do zakończenia obróbki danych i wizualizacji wyniku jest mniej istotny, gdyż mimowolne ruchy obiektu podczas transferu danych i ich matematycznej obróbki nie mają znaczenia.The practice so far shows that in most applications of imaging objects by spectral optical tomography, especially when examining anatomical objects in vivo, it is important to record a certain number of consecutive spectra corresponding to the number of the analyzed cross-section, so that the subject of registration does not have time to do so in this time. move. The time from the end of recording to the end of data processing and result visualization is less important, because involuntary object movements during data transfer and their mathematical processing do not matter.

Sposób obrazowania obiektu anatomicznego metodą spektralnej tomografii optycznej, zwłaszcza siatkówki oka ludzkiego polegający na tym, że wiązkę światła podaje się interferencji, dzieli się na dwie części, z których pierwszą część kieruje się na obiekt anatomiczny, a drugą kieruje się na zwierciadło odniesienia, po czym z obu części wiązki otrzymuje się widmo interferencyjne, z którego uzyskuje się informacje o strukturze obiektu anatomicznego przy pomocy transformaty Fouriera charakteryzuje się tym, że pierwszą część wiązki światła kieruje się do skanera, którego ruch synchronizuje się z rejestracją widma interferencyjnego. Uzyskane sygnały pochodzące od widm interferencyjnych zarejestrowanych dla kolejnych linii obiektu anatomicznego rejestruje się w skrajnym wierszu matrycy detektorów. Równocześnie z ruchem skanera do następnego punktu powierzchni obiektu anatomicznego przepisuje się wcześniej zarejestrowane widma o jeden wiersz aż do zapełnienia matrycy detektorów urządzenia przetwarzającego i odtwarza przy pomocy numerycznej transformaty Fouriera.A method of imaging an anatomical object by optical spectral tomography, especially the retina of the human eye, where the light beam is subjected to interference, is divided into two parts, the first part of which is directed at the anatomical object, and the second part is directed at the reference mirror, and then from both parts of the beam, an interference spectrum is obtained, from which information about the structure of an anatomical object is obtained by means of the Fourier transform, characterized in that the first part of the light beam is directed to the scanner, the movement of which is synchronized with the registration of the interference spectrum. The obtained signals from the interference spectra recorded for the successive lines of the anatomical object are recorded in the extreme row of the detector matrix. Simultaneously with the movement of the scanner to the next point on the surface of the anatomical object, previously recorded spectra are transcribed by one row until the detector array of the processing device is full and reconstructed using the numerical Fourier transform.

Istotną zaletą sposobu według wynalazku jest uzyskanie dzięki zastosowaniu pamięci w matrycy detektorów i tym samym rozdzieleniu procesu zbierania sygnału od procesu odczytu i przetwarzania, informacji o strukturze badanego obiektu anatomicznego w bardzo krótkim czasie.A significant advantage of the method according to the invention is obtaining, thanks to the memory in the detector array and thus the separation of the signal collection process from the reading and processing process, information on the structure of the examined anatomical object in a very short time.

Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładzie jego wykonania i zilustrowany schematem układu do obrazowania przekroju obiektu anatomicznego w postaci siatkówki oka ludzkiego.The method according to the invention is presented in more detail in its embodiment and illustrated with a diagram of a system for imaging a cross-section of an anatomical object in the form of a human eye's retina.

Układ zestawiony jest z kolimatora 1 wyposażonego w diodę luminescencyjną wytwarzającą ciągłą wiązkę światła o wysokiej spójności przestrzennej i niskiej spójności czasowej. Wiązka formowana jest w kolimatorze 1 do quasi równoległej i kierowana jest do interferometru Michelsona wyposażonego w dzielnik wiązki 2 i zwierciadło odniesienia 3. Część wiązki światła kierowana jest z dzielnika wiązki 2 do skanera 4 zaopatrzonego w obiektyw 5, a następnie przez obiektyw 5 na obiekt anatomiczny 6, a stąd z powrotem do interferometru Michelsona. Światło rozproszone od obiektu anatoPL 205 340 B1 micznego 6 oraz światło odbite od zwierciadła odniesienia 3 pada równocześnie na siatkę dyfrakcyjną spektrografu 7 i jako widmo interferencyjne rejestrowane jest w skrajnym górnym wierszu matrycy detektorów 8, w które wyposażona jest kamera 9. Ruchem skanera steruje sterownik 10. Działanie kamery 9 i sterownika 10 synchronizuje synchronizator 11 w ten sposób, że elektroniczny impuls wyzwalający pochodzący z synchronizatora 11 kieruje się równocześnie do sterownika 10 i do wejścia oznaczonego „EXT.TRIG” kamery 9. Pod wpływem tego sygnału sterownik 10 zmienia położenie wiązki, a układ sterujący kamery 9 powoduje przepisanie całej informacji zapisanej w matrycy detektorów 8 o jeden wiersz. Po zapełnieniu wszystkich wierszy matrycy detektorów 8 kolejno rejestrowanymi widmami, przesyła się je do komputera osobistego klasy PC nie uwidocznionego na schemacie. Oprogramowanie dokonuje analizy danych, przede wszystkim obliczając transformaty Fouriera, w celu rekonstrukcji obrazu przekroju badanego elementu siatkówki oka.The system is composed of a collimator 1 equipped with a luminescent diode producing a continuous beam of light with high spatial coherence and low temporal coherence. The beam is formed in a collimator 1 to quasi-parallel and is directed to the Michelson interferometer equipped with a beam splitter 2 and a reference mirror 3. Part of the light beam is directed from the beam splitter 2 to the scanner 4 equipped with the lens 5, and then through the lens 5 to the anatomical object 6 and then back to the Michelson interferometer. The light scattered from the anatomical object 6 and the light reflected from the reference mirror 3 simultaneously falls on the diffraction grating of the spectrograph 7 and is registered as an interference spectrum in the extreme upper row of the matrix of detectors 8, which is equipped with the camera 9. The movement of the scanner is controlled by the controller 10 The operation of the camera 9 and the controller 10 synchronizes the synchronizer 11 in such a way that the electronic trigger pulse from the synchronizer 11 is simultaneously directed to the controller 10 and to the input marked "EXT.TRIG" of the camera 9. Under the influence of this signal, the controller 10 changes the position of the beam. and the camera control 9 causes all information stored in the detector array 8 to be rewritten one line. After all rows of the detector array are filled with 8 sequentially recorded spectra, they are sent to a PC not shown in the diagram. The software performs data analysis, primarily by calculating the Fourier transform, in order to reconstruct the cross-sectional image of the examined element of the retina.

Obrazowanie przekroju obiektu anatomicznego 6 prowadzi się w ten sposób, że pacjenta umieszcza się przed obiektywem 5 skanera 4 i kieruje światło na badane pole obiektu anatomicznego 6.The imaging of the cross-section of the anatomical object 6 is carried out in such a way that the patient is placed in front of the lens 5 of the scanner 4 and the light is directed onto the examined field of the anatomical object 6.

Rejestrację widm interferencyjnych dla kolejnych linii przekroju obiektu anatomicznego 6 realizuje program komputerowy. Widma interferencyjne rejestruje się zawsze w skrajnym wierszu matrycy detektorów 8 i równocześnie z ruchem skanera 4 do następnego badanego punktu przepisuje o jeden wiersz, aż do jej zapełnienia. Informacje o obiekcie anatomicznym 6 odtwarza się z uzyskanego w ten sposób sygnału spektralnego poddając go obróbce komputerowej.The registration of interference spectra for successive cross-section lines of the anatomical object 6 is performed by a computer program. The interference spectra are always recorded in the outermost row of the matrix of detectors 8 and simultaneously with the movement of the scanner 4 to the next examined point, it is rewritten one row until it is full. The information about the anatomical object 6 is reconstructed from the spectral signal obtained in this way and subjected to computer processing.

Claims (1)

Sposób obrazowania obiektu anatomicznego metodą spektralnej tomografii optycznej, zwłaszcza siatkówki oka ludzkiego, polegający na tym, że wiązkę światła podaje się interferencji, dzieli się na dwie części, z których jedną część kieruje się na obiekt anatomiczny, a drugą kieruje się na zwierciadło odniesienia, po czym z obu części wiązki otrzymuje się widmo interferencyjne, z którego uzyskuje się informacje o strukturze obiektu anatomicznego przy pomocy transformaty Fouriera, znamienny tym, że pierwszą część wiązki światła kieruje się do skanera (4), którego ruch synchronizuje się z rejestracją widma interferencyjnego, a uzyskane sygnały pochodzące od widm interferencyjnych zarejestrowanych dla kolejnych linii obiektu anatomicznego (6) rejestruje się w skrajnym wierszu matrycy detektorów (8) i równocześnie z ruchem skanera (4) do następnego punktu powierzchni obiektu anatomicznego (6) przepisuje się wcześniej zarejestrowane widma o jeden wiersz aż do zapełnienia matrycy detektorów (8) urządzenia przetwarzającego i odtwarza przy pomocy numerycznej transformaty Fouriera.A method of imaging an anatomical object by optical spectral tomography, especially the retina of the human eye, where the light beam is subjected to interference, is divided into two parts, one part of which is directed at the anatomical object, and the other is directed at the reference mirror. whereby from both parts of the beam an interference spectrum is obtained, from which information on the structure of an anatomical object is obtained by means of the Fourier transform, characterized in that the first part of the light beam is directed to the scanner (4), the movement of which is synchronized with the registration of the interference spectrum, and the obtained signals from the interference spectra recorded for successive lines of the anatomical object (6) are recorded in the extreme row of the detector matrix (8) and simultaneously with the movement of the scanner (4) to the next point of the surface of the anatomical object (6), previously recorded spectra are rewritten by one line until the array of detectors (8) is full processing device and recreates using the numerical Fourier transform.
PL357000A 2002-11-07 2002-11-07 Method of fast object imaging by means of spectral optical tomography in partially coherent light PL205340B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL357000A PL205340B1 (en) 2002-11-07 2002-11-07 Method of fast object imaging by means of spectral optical tomography in partially coherent light
PCT/PL2003/000118 WO2004043245A1 (en) 2002-11-07 2003-11-12 A method of fast imaging of objects by means of spectral optical coherence tomography

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL357000A PL205340B1 (en) 2002-11-07 2002-11-07 Method of fast object imaging by means of spectral optical tomography in partially coherent light

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL357000A1 PL357000A1 (en) 2004-05-17
PL205340B1 true PL205340B1 (en) 2010-04-30

Family

ID=32653540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL357000A PL205340B1 (en) 2002-11-07 2002-11-07 Method of fast object imaging by means of spectral optical tomography in partially coherent light

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL205340B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL357000A1 (en) 2004-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107615005B (en) High resolution 3-D spectral domain optical imaging apparatus and method
JP5579606B2 (en) Apparatus, system and method for low coherence interferometry (LCI)
US9332902B2 (en) Line-field holoscopy
US7859679B2 (en) System, method and arrangement which can use spectral encoding heterodyne interferometry techniques for imaging
US5465147A (en) Method and apparatus for acquiring images using a ccd detector array and no transverse scanner
KR101336048B1 (en) Optical tomographic imaging method and optical tomographic imaging apparatus
CN202027563U (en) Spectrum calibration system based on interference spectrum phase information
CN102151121B (en) Method and system for calibrating spectrum based on interference spectrum phase information
WO2004043245A1 (en) A method of fast imaging of objects by means of spectral optical coherence tomography
US20090118623A1 (en) Instrument and Method for High-Speed Perfusion Imaging
WO2011130896A1 (en) X ray source grating stepping imaging system and image method
AU2017287014A1 (en) Apparatus and method for confocal microscopy using dispersed structured illumination
CN208837916U (en) A kind of flow imaging system
US9347880B2 (en) Method and apparatus for imaging of semi-transparent matter
CN107981838A (en) The domain optical coherence tomographic system and method for Structured Illumination
JP2020508719A (en) Systems and methods for use in remote sensing
CN104545872A (en) Method and device for reconstructing three-dimensional micro blood flow distribution on basis of linearly dependent coefficients
PL205340B1 (en) Method of fast object imaging by means of spectral optical tomography in partially coherent light
JP2022524547A (en) High Speed Dental Optical Coherence Tomography System
PL206507B1 (en) Method for quick object imaging using spectral optical tomography in partially coherent light
KR20240000584A (en) Intraoral optical coherence tomography scanner with fiber optic adapter
RU2787360C1 (en) Device for differential diagnosis of the depth of thermal lesions of the human skin with active infrared sensing
AU2014250634B2 (en) Apparatuses, systems, and methods for low-coherence interferometry (LCI)
PL206508B1 (en) Light beam intensity control system for optical spectral tomography apparatus
Briers Time-varying speckle and its applications in biology and medicine

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20051107