本发明专利技术涉及一种用于光学相干断层摄影的系统以及相应的方法，其具有干涉仪（１０）和探测器（３０），其中该干涉仪（１０）用于输出照射样本（１）的光，该干涉仪（１０）具有分束器（１３）和距分束器（１３）的光学距离（Ｉ）可变的至少一个反射器（１２），其中探测器（３０）具有在表面中设置的多个探测元件，由这些探测元件获取由样本（１）反射的光。为简化和加速获得样本（１）的三维图像，设置为反射器（１２）距分束器（１３）的光学距离（Ｉ）改变了光学路程（Ｌ），其中该光学路程（Ｌ）远远大于耦合到干涉仪（１０）中的光（１４）的平均波长（λ↓［０］）：Ｌ＞＞λ↓［０］，其中在将反射器（１２）距分束器（１３）的光学距离（Ｉ）改变光学路程（Ｌ）期间，由样本（１）反射的光由探测器（３０）的探测元件多次获取，由此获取由样本（１）的不同深度中的多个二维截面反射的光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请涉及一种根据权利要求1和1.1的前序部分的、用于光学相 干断层摄影的系统以及相应的方法。光学相千断层摄影(OCT)是在其内部测量散光样本的方法。由于 其散光特性，生物组织尤其适于通过OCT来诊断检查。由于光强度相 对较小的OCT就足够，并且所应用的光的波长大多数在近红外线范围 (750 nm至1350 nm)内，与离子化的X光诊断相反，OCT对于生物组织 无辐射负担。因而，其对于医学尤其重要并且几乎可与超声波诊断相 提并论。代替声波，在OCT中应用具有极短相干长度的宽带光。在样取。典型地，利用OCT可达到比利用超声波高l至2个数量级的分辨率， 然而可达到的测量深度明显更小。由于散光，所获取的横截面图像仅 达到组织中的若干毫米深度。目前，OCT最重要的应用领域是在眼科 学、皮肤病学以及肿瘤诊断中。然而，也存在一些非医学应用，例如 在材料检验中。由W.Y.Oh等在OPTICS EXPRESS第14巻第19(2006)8675-8684号中已知一类系统，其中待检测的样本设置在由计算机控制的、移动 的平台上。为了获得样本的三维图像，在平台的不同位置处获得样本 的二维图像。由于随着实现移动平台而来的机械花费以及较高的空间 要求，该系统仅在有限情况下适用于内窺镜检查法。此外，在不同的 样本位置获得样本的二维图像相对比较耗费时间，这在活体(其在一定 的静止位置上仅能保持极短的时间)上检测时会使得图像信息模糊。本专利技术的目的在于，提供用于光学相干断层摄影的系统以及相应 的方法，其中可以以简单和快速的方式获得样本的三维图像。该目的通过根据权利要求l的系统以及根据权利要求10的相应方法实现。根据本专利技术的系统包括具有分束器和至少一个反射器的干涉仪 以及探测器，其中反射器距分束器的光学距离是可变的，探测器具有 在一个面中设置的多个探测元件，通过这些探测元件获取由样本反射 的光，并且其特征在于，可将反射器距分束器的光学距离改变某光学 路程，其中该光学路程远远大于耦合到干涉仪中的光的平均波长，其 中在将反射器距分束器的光学距离改变了某光学路程期间，由样本反 射的光由探测器的探测元件多次(也即在多个时间)获取，由此获取由 样本的不同深度的多个二维截面反射的光。本专利技术基于如下考虑，即实现所谓的深度扫描或Z扫描，其中反射器距分束器的光学距离典型地改变0.1mm至若干毫米的宏观光学路 程并因而利用二维探测器连续地获取由样本反射的光。基于反射器距 分束器的光学距离的宏观改变，通过样本的深度范围(其中满足出现干 涉的相干条件)迁移，使得由样本的深度中的单个平面反射的光可与由 参考反射镜反射的光相干涉。分别出现的干涉现象由二维探测器获 取、处理并最终组合出样本的三维图像。相干条件尤其指分别由样本和参考反射镜反射的光波必须相互 间具有恒定的相位关系，以便可以相互干涉。由于耦合到干涉仪中的 光通常具有极短的相干长度(典型的IO拜)，仅在样本的特定深度或深 度范围中满足恒定相位关系的条件，这也称为相干门 (Kohaerenz-Gate)。在宏观移动期间，反射器的每个位置相应于样本内 的特定深度或特定深度周围的范围，对于该特定深度或该特定深度周 围的范围满足相干条件，使得可在由参考反射镜反射的光和样本的此 深度中反射的光之间出现干涉。相对于由现有技术已知的系统和方法，可以以简单和快速的方式获取样本的三维图像。可尤其取消用于相对于干涉仪移动样本的平 台耦合到千涉仪中的光的平均波长典型地在红外光谱范围中，优选地在750nm和1350mn之间。在宽带光源情况下，光的平均波长优选 地在这样的光谱范围中，其中光源具有最大强度。备选地，平均波长 通过所有由光源发射的波长的平均值给出。优选地，耦合到干涉仪中 的光的平均波长在这样的波长范围中，其中探测器具有极高的灵敏 度，尤其是最高灵敏度。反射器距分束器的光学距离通过反射器距分束器的空间距离给 出，其中该空间距离与位于反射器和分束器之间的介质的折射率相 乘。在将干涉仪设计成所谓的自由射流干涉仪(Freistrahl-Interferometer)(其中空气或真空位于反射器和分束器之间并 且折射率大约等于l)时，反射器的光学距离以及光学路程(其中将光学 距离改变该光学路程)与其空间距离和空间路程相同。在这种情况下， 根据本专利技术的反射器光学距离的宏观改变通过将反射器宏观移动空 间路程来实现，其中该空间路程远远大于耦合到干涉仪中的光的平均 路程长度。备选地，可在将干涉仪设计为所谓的光纤干涉仪时，在反 射器和分束器之间设有导光元件，尤其是设有导光光纤，其根据目的 可将光学长度改变了光学路程。这些导光光纤也称作光纤架(Fiber Stretcher)。在这种情况下，光学距离以及光学路程(将光学距离改变了 该光学路程)通过由空间距离或空间路程(将空间距离改变了该空间路 程)以及导光元件的折射率(其典型的在1.5范围内)的积给出。在本专利技术的优选实施中设置为，反射器距分束器的光学距离以一 定的幅度周期地变化，其中该幅度远远大于耦合到干涉仪中的光的平 均波长。由此，以简单的方式实现根据本专利技术的光学距离的改变。优选地，将光学距离改变了某光学路程或某幅度，其中该光学路 程或幅度比耦合到干涉仪中的光的平均波长大100倍，优选地大1000 倍。由此，在特别大的深度范围中实现待检测的样本的图像的获取。 典型的光学路程或幅度在大约0.1毫米到若干毫米之间的范围中。有利地，以恒定的速度实现反射器和分束器之间的光学距离的改 变。由此保证，二维截面以恒定的速度通过待检测的样本迁移。由此，可实现单个时间点(其中由样本反射的光通过探测器获取)与样本中二 维截面的所属深度之间的筒单对应关系。在本专利技术的优选方案中，在改变反射器和分束器之间的光学距离同深度中获取。以此方式达到，在光学距离改变时的循环移动期间获 取来自待检测样本的不同深度的100个或更多个二维图像，这些二维 图像最终可组合为样本的三维图像，所谓的断层图。由此，极大地降 低了为获得样本的全三维图像而所需的时间。此外优选地，可移动地设置反射器并且将反射器距分束器的光学 距离改变了光学路程或幅度是通过移动反射器来实现的。由此，以尤 其简单的方式实现反射器距分束器的光学距离的改变。在本专利技术的其它有利变型中，设有样本物镜，通过样本物镜使得 由干涉仪输出的光在位于样本上或位于其中的焦点中聚焦，其中与根 据本专利技术的反射器距分束器的光学距离的宏观改变和同时获得样本 不同深度中分别>^射的光同步，样本物镜的成像特性以这样的方式控 制，即，使得焦点位于样本的各深度范围中。通过该所谓的焦点追踪 达到在反射器的光学距离宏观改变期间从样本的不同深度获取的光 始终以尽可能大的清晰度成像在设置在表面中的探测器的探测元件 上。优选地，探测器构造为二维探测器阵列，其中多个探测元件以这 样的方式设置在表面中，即可同时获取样本特定深度中平面的不同侧 向位置的多个反射，使得对于样本的特定深度中的每个平面，可空间分辨地(ortsaufgeR3st)地获取二维干涉图案。优选地，探测器是CMOS 技术的半导体探测器，典型地具有640x512个探测元件(像素)。基于根 据本专利技术同时("并行，，)获取在样本特定深度中平本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于光学相干断层摄影的系统，具有 －干涉仪（１０），所述干涉仪（１０）用于输出用以照射样本（１）的光（４），其中所述干涉仪（１０）包括分束器（１３）和至少一个反射器（１２），所述至少一个反射器（１２）距所述分束器（１３）的光学距离 （Ｉ）是可改变的，以及 －探测器（３０），所述探测器（３０）具有多个设置在表面中的探测元件（８０），通过所述多个探测元件（８０）获取由所述样本（１）反射的光， 其特征在于， －可将所述反射器（１２）距所述分束器（１３）的所 述光学距离（Ｉ）改变光学路程（Ｌ），其中所述光学路程（Ｌ）远远大于耦合到所述干涉仪（１０）中的所述光（１４）的平均波长（λ↓［０］）：Ｌ＞＞λ↓［０］，以及 －在将所述反射器（１２）距所述分束器（１３）的所述光学距离（Ｉ）改变所述光学 路程（Ｌ）期间，由所述样本（１）反射的所述光由所述探测器（３０）的所述探测元件（８０）多次获取，由此获取由所述样本（１）的不同深度（Ｔ１－Ｔ３）中的多个二维截面（３４－３６）反射的所述光。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R尼博西斯，R朔伊尼曼，EG科普，
申请(专利权)人：爱克发医疗保健公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]
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