用于光学相干层析成像以及定位元件的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于光学相干层析成像的系统和方法以及用于相对于待检查的对象 定位传感器头的定位元件。
【背景技术】
[0002] 光学相干层析成像（OCT)为对漫射光的试体（Probe)在其内部中进行测量的方 法。生物组织由于其漫射光的特性特别适合于借助于OCT的诊断检查。因为OCT以相对 很小的光强度来控制，并且所使用的光的波长大多数在接近红外线范围（750nm至1350nm) 中，所以其相比于用于生物组织的离子化的X光诊断术并未显示出辐射伤害。因此，OCT对 于医学来说特别重要并且粗略地类似于超声诊断，其中，代替声音，在OCT中使用光。在试 体中的不同的边界层处反射的光的运行时间借助干涉仪来探测。典型地，比起利用超声，利 用OCT可获得以一至两个量级更高的分辨率，然而，可获得的测量深度明显更小。获得的截 面图像由于光学的散射通常仅实现进入到组织中最高几毫米的深度。OCT的现在最重要的 应用领域是眼科学、皮肤病学以及癌诊断。当然还存在一些非医学的应用，例如材料检测。
[0003] 在医学应用中，OCT系统的传感器头相对于待检查的对象的精确的定位对于在检 查时获得的诊断信息的可靠性意义重大。同时应使操纵变得尽可能简单且省时。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供用于光学相干层析成像的系统和方法以及用于使用在这 种系统或方法中的定位元件，通过其在尽可能简单的操纵的情况下实现对象的可靠且省时 的检查。
[0005] 该目的通过根据独立权利要求的系统、方法和定位元件来实现。
[0006] 用于光学相干层析成像的根据本发明的系统具有： -干涉仪和传感器头，通过传感器头可将电磁辐射从干涉仪发送到待检查的对象处并 且将由对象反射的电磁辐射引回到干涉仪中， -定位元件，其用于相对于待检查的对象定位传感器头，定位元件带有：支承，其可布 置在对象处，并且传感器头放置在该支承上；第一区域，其对于由干涉仪发送的并且由对象 反射的辐射基本上是可穿透的；和第二区域，其对于由干涉仪发送的和/或由对象反射的 辐射的穿透性不同于第一区域的穿透性， -图像生成装置，其用于借助由对象和/或定位元件、尤其定位元件的第二区域反射的 电磁辐射生成一幅或多幅图像， -显示装置，其用于复现生成的图像，以及 -控制装置，其用于以这样的方式控制图像的生成和复现，即，传感器头可借助生成和 复现的图像带到在定位元件上的期望的位置中。
[0007] 在用于光学相干层析成像的根据本发明的方法中： -将电磁辐射从干涉仪通过传感器头发送到待检查的对象处且将由对象反射的电磁辐 射通过传感器头引回到干涉仪中， -将用于相对于待检查的对象定位传感器头的定位元件布置在对象处，并且将传感器 头放置在支承上，其中，支承具有：第一区域，其对于由干涉仪发送的和由象反射的辐射基 本上是可穿透的；和第二区域，其对于由干涉仪发送的和/或由对象反射的辐射的穿透性 不同于第一区域的穿透性， -借助由对象和/或定位元件（尤其定位元件的第二区域）反射的电磁辐射生成和复 现一个或多个图像，以及 -将传感器头借助生成和复现的图像带到在定位元件上的期望的位置中。
[0008] 根据本发明的定位元件使用在用于光学相干层析成像的系统中，其中，该系统具 有干涉仪和传感器头，通过传感器头可将电磁辐射从干涉仪发送到待检查的对象处并且将 由对象反射的电磁福射引回到干涉仪中，其中，定位元件： -允许传感器头相对于待检查的对象的定位，并且 -具有支承，其可布置在对象处，并且传感器头可放置在该支承上，其中，支承：第一区 域，其对于由干涉仪发送的且由对象反射的辐射基本上是可穿透的；和第二区域，其对于由 干涉仪发送的和/或由对象反射的辐射的穿透性不同于第一区域的穿透性。
[0009] 本发明的思想基于，为了相对于待检查的对象定位OCT传感器头而使用这样的定 位元件，该定位元件具有至少两个区域，其带有不同的光学特性，尤其对于由干涉仪发送的 和/或由对象反射的电磁福射不同的穿透性和/或反射性（Reflexivitjit)。定位元件在 此如此布置在对象处，即，对象的待检查的区域（例如皮肤损伤）位于定位元件的第一区域 中，其对于由干涉仪发送的和/或由对象反射的辐射基本上是可穿透的。由于定位元件的 两个区域的不同的光学特性，在探测和显示的OCT图像中可识别出在第一区域与第二区域 之间的过渡，倘若传感器头已经如此安放到定位元件上，即，传感器头的穿透窗处在在第一 区域与第二区域之间的过渡的区域中。操作人员（其识别出在所显示的OCT图像中的这种 过渡）然后可决定是否需相对于以前的位置改变传感器头的位置，以便例如尽可能居中地 相对于第一区域放置穿透窗，并且由此一方面保证精确地记录对象的待检查的区域的OCT 图像，而另一方面保证试体的相应得到反映的区域具有最佳的大小。在此生成和复现的OCT 图像尤其为实时图像，可借助其由操作人员可靠地且特别舒适地进行传感器头的定位连同 必要时需要的位置改变。
[0010] 总地来说，本发明允许在同时简单且省时的操纵的情况下相对于待检查的对象精 确地定位OCT系统的传感器头。
[0011] 优选地，第二区域对于由干涉仪发送的和/或由对象反射的辐射基本上是不可穿 透的。在第一区域（其对于由干涉仪发送的和/或由对象反射的辐射基本上是可穿透的） 之间的过渡由此在相应的OCT图像中特别明显地可见且因此允许特别精确的定位。
[0012] 备选地或附加地，第二区域具有这样的结构，其光学特性不同于对象的结构的光 学特性。如果利用OCT系统例如记录人的皮肤器官的OCT图像，如此选择定位元件，其第二 区域具有这样的结构，该结构在相应的OCT图像中很好可见地不同于皮肤器官的可预料到 的典型结构。优选地，第二区域的结构具有尤其重复的结构元件，其可从OCT系统可靠地松 开并且尤其具有例如至少3 μL?的侧向伸展。第二区域的这种结构以很高的可靠性在相应 的OCT图像中不同于第一区域，通过其描绘出对象的待检查的区域，这使得定位同样特别 可靠且对于操作者来说很简单。
[0013] 在同样优选的实施方案中，定位元件的支承可弯曲地来设计。支承在此可尤其与 对象的轮廓匹配。因此，定位元件还可以简单的方式安装待检查的对象的弯曲部位处，由此 保证定位元件的第一区域可靠地位于对象的待检查的区域上并且在此不仅在定位传感器 头期间而且在实际地拍摄OCT图像时保留诊断目的。因此还在简单地操纵的情况下保证传 感器头相对于待检查的对象的精确的定位。
[0014] 优选地，定位元件的支承如此设计，即，其与对象接触并且尤其可固定在对象处。 支承尤其可可松开地固定在对象处。优选地，支承在其面向对象的下侧处设有至少一个粘 贴区域，该粘贴区域在接触对象时与其达到可分开的粘贴连接。粘贴区域例如可具有包含 粘粘剂的层，该层例如可通过将粘粘剂直接施加到支承的下侧上或还可通过将双侧的胶粘 带的区段粘到支承的下侧上实现。优选地，粘贴区域、尤其粘粘剂层，设有附加的保护层，其 就在使用定位元件前不久被移除。作为保护层，特别适合的例如是涂蜡的或硅油保护纸。优 选地，仅仅支承的下侧的子区域、尤其在第一区域的环境中设有粘贴区域。
[0015] 由于接触对象或定位元件可分开地定位在对象处，可特别可靠地实现传感器头相 对于对象、尤其对象的待检查的区域的定位，因为在传感器头在定位过程期间的必要时需 要的位置改变的情况下以简单且可靠的方式阻止定位元件的打滑。此外，由此定位元件还 在为了诊断目的实际拍摄OCT图像期间以很高的可靠性保持在对象的待检查的区域上，从 而实现精确地拍摄对象的最初选择的区域的OCT图像。
[0016] 此外，优选的是，支承的第一区域构造为在支承中的穿口。第一区域和第二区域的 光学特性的根据本发明的差别可以该方式特别简单地实现。同时由此实现传感器头的特别 可靠的定位。
[0017] 在另一优选的实施方案中，支承的第一区域的形状和/或大小匹配于传感器头的 穿透区域的形状或大小，由干涉仪发送的和由对象反射的辐射可穿过该穿透区域。如果传 感器头例如具有呈基本上圆形的窗部的形式的、带有大约2. 5mm的直径的穿透区域，则第 一区域同样基本上圆形地设计成带有大约2. 5mm的直径。相应的情况适用于穿透区域的矩 形的和其他的形状，例如还适用于带有倒圆的角部的矩形的、尤其方形的基本形状。因此 一方面实现传感器头相对于对象的精确的定位，并且另一方面实现拍摄对象的最大部段的 OCT图像。
[0018] 优选地，在定位元件处设置有一个或多个标记，其支持传感器头相对于定位元件、 尤其相对于支承的第一区域和/或第二区域的定位。标记例如可为线和/或圆和/或圆形 区段。标记实现传感器头在其然后紧接着在借助显示的OCT图像的根据本发明的定位过程 中完全精确地相对于对象定位之前的首先粗略的放置。通过预放置传感器头进一步简化和 加速定位过程本身。
[0019] 标记优选地如此设计，即，其相应于传感器头的外部轮廓和/或形状。如果传感器 头的对象侧的端部例如具有圆形的支承区域，在其中部中布置有呈圆形的窗部的形式的穿 透区域，则作为标记例如可设置两个同心的圆形的或扇形的环，它们的中心与支承区域或 圆形的窗部的中心重合。两个环的内环的直径优选基本上相应于传感器头的支承区域的外 径，而外环比内环具有少许更大的直径。因为人的眼睛识别出传感器头的支承区域的同心 的放置的已经少许的偏差，所以操作人员可借助外环以简单且可靠的方式进行传感器头的 可靠的预放置。
[0020] 此外，优选的是，支承的第二区域对于由干涉仪发送的或由对象反射的、小于KT4 尤其小于1〇_6的辐射具有穿透性。因为仅碰到第二区域上的辐射的小于0.01%或小于 0. 0001%的份额可通过支承的第二区域，所以第二区域在所拍摄的OCT图像中相对于第一 区域（其对于由对象反射的辐射基本上是可穿透的）明显可识别出，从而传感器头可以很 高的精度和可靠性精确地相对于对象定位。
[0021] 特别优选的是，支承的第二区域具有反射层，其反射由干涉仪发送的辐射。支承的 第二区、尤其反射层尤其具有用于由干涉仪发送的辐射的至少30%、尤其至少50%的反射能 力。由此实现通过传感器头发送的并且碰到定位元件的支承的第二区域上的电磁辐射大部 分被反射并且通过传感器头再次引回到干涉仪中。在在此获得的OCT图像的相应的图像区 域中的明暗度值相对于在在其中复现待检查的对象的反射特性的图像区域中的明暗度值 相应很高。由此可在OCT图像中以非常高的可靠性识别出在支承的第一区域和第二区域之 间的过渡，从而传感器头的定位可在简单的操纵的情况下以很高精度实现。
[0022] 优选地，图像生成装置构造成生成基本上垂直于碰到对象或定位元件上的电磁辐 射的方向和/或平行于待检查的对象的表面伸延的平面的图像。在此获得的图像还被称为 En-face图像。相应地，显示装置优选构造成复现生成的En-face图像。借助生成和复现 的En-face图像可将传感器头特别精确地带到在定位元件上的期望的位置中。因此，传感 器头例如可如此定位，即，在生成和复现的En-face图像中含有定位元件的整个第一区域 或第一区域的尽可能大的部分或在其中可见。由此实现由对象拍摄的OCT图像（亦即，在 垂直于对象表面伸延的平面中的不仅En-face图像而且切片图像）恰好源于对象的通过定 位元件的第一区域限定的部分，并且在此，对象的在OCT图像中相应示出的区域始终具有 最佳的大小。
[0023] 优选的是，系统如此构造，即，对象的不同的深度的图像借助在对象的不同的深度 中反射的辐射生成和复现，其中，在由对象的不同的深度获得和复现的图像中可识别出在 对象与定位元件之间的过渡，尤其在定位元件的第一区域和第二区域之间的过渡。这具有 的特别的优点是，如果系统在在其中还存在定位元件的深度区域中探测到OCT图像，不仅 可很好地识别出考虑用于定位的、在OCT图像中在第一区域和第二区域之间的过渡，而且 如果相应获得的OCT图像源自在对象之内的深度区域，其位于定位元件之下，那时可在OCT 图像中精确地识别出该过渡。因此，如果在所谓的深度扫描期间在检查对象时识别出重新 的或改变的定位的必要性，那时仍还可进行相对于对象定位传感器头，而不必采取附加的 控制措施。
[0024] 该实施方案在定位传感器头是特别有利，如果定位元件的第二区域对于由干涉仪 发送的和/或由对象反射的辐射基本上是不可穿透的，从而对象的位于定位元件的第二区 域之下的区域被定位元件的第二区域"遮暗"，或者作为"暗的"区域在OCT图像中由不同的 深度显现出来。因此，如果En-face图像的相应的平面不是伸延通过定位元件，而是伸延通 过位于其下的对象，那时还可在对象的不同的平面中拍摄和复现的En-face图像中识别出 在对象与定位元件之间的过