Optische Kohärenztomographie (OCT)

Anwendung und Entwicklung von ultraschnellen MHz-OCT-Systemen

Die OCT ist ein nichtinvasives Bildgebungsverfahren, welches man typischerweise nutzt um dreidimensionale Tomogramme mit hoher Auflösung (~10µm) von stark streuendem Gewebe zu erstellen. Durch die Verwendung von eigens entwickelten FDML-Lasern erreichen wir Aufnahmegeschwindigkeiten von mehreren Millionen Tiefenscans pro Sekunde (MHz-OCT). Dies ist um ein bis zwei Größenordnungen schneller als derzeitige kommerzielle Systeme.

Abbildung 1: OCT Aufnahmen durch ein selbstgebautes 1300nm-3MHz-OCT System mit einem FDML Laser als Lichtquelle. Dargestellt sind Aufnahmen des Thenar, des Handrückens und der Fingerspitze.

 

Diese hohen Geschwindigkeiten sind in vielen klinischen Bereichen (z.B. ophthalmisches und intravaskuläres OCT) nützlich, da sie die Aufnahmedauer verringern und helfen Bewegungsartefakte zu vermeiden. Die hohe Geschwindigkeit ermöglicht aber auch einen Zugang zur Phase des detektierten Lichts und damit neue numerische Methoden zur Bildverbesserung und Kontrastgebung in der Swept-Source-OCT.

Unsere Arbeitsgruppe forscht im Bereich der OCT an neuen Technologien und zeigt mögliche Anwendungsgebiete auf.

Forschungsschwerpunkte:

  • MHz-OCT - Ultraschnelle OCT-Bildgebung mit mehreren millionen Tiefenschnitten pro Sekunde
  • LARA-OCT - Großflächige OCT-Bildgebung von Haut mittel Roboter unterstützer MHz-OCT
  • VR-OCT - Echtzeit Berechnung und Visualisierung ganzer OCT-Volumen in einer virtuellen Umgebung
  • Augen OCT - Anwendung der MHz-OCT am Auge zur Darstellung der Netzhaut oder des Augenvordergrunds
  • Phasensensitive OCT - Erweiterung des Informationsgehalts einer OCT-Aufnahme durch hinzufügen eines Phasenkontrastes
  • Multispektrale OCT - Kombination aus RGB- und OCT-Aufnahmen zur verbesserten Darstellung morphologischer Strukturen

zugehörige Publikationen

2005

Robert Huber, Kenji Taira, Maciej Wojtkowski, Tony H. Ko, James G. Fujimoto, and Kevin Hsu,
Figh-speed frequency swept light source for Fourier domain OCT at 20 kHz A-scan rate, in Coherence Domain Optical Methods and Optical Coherence Tomography in Biomedicine IX , Valery V. Tuchin and Joseph A. Izatt and James G. Fujimoto, Eds. SPIE, 042005. pp. 96-100.
DOI:10.1117/12.592552
Bibtex: BibTeX
@inproceedings{10.1117/12.592552,
author = {Robert Huber and Kenji Taira and Maciej Wojtkowski and Tony Hong-Tyng Ko and James G. Fujimoto and Kevin Hsu},
title = {{High-speed-frequency swept light source for Fourier domain OCT at 20-kHz A-scan rate}},
volume = {5690},
booktitle = {Coherence Domain Optical Methods and Optical Coherence Tomography in Biomedicine IX},
editor = {Valery V. Tuchin and Joseph A. Izatt and James G. Fujimoto},
organization = {International Society for Optics and Photonics},
publisher = {SPIE},
pages = {96 -- 100},
abstract = {We demonstrate a high-speed tunable, continuous wave laser source for Fourier domain OCT.  The laser source is based on a fiber coupled, semiconductor optical amplifier and a tunable ultrahigh finesse, fiber Fabry Perot filter for frequency tuning.  The light source provides frequency scan rates of up to 20,000 sweeps per second over a wavelength range of >70 nm FWHM at 1330 nm, yielding an axial resolution of ~14 μm in air.  The linewidth is narrow and corresponds to a coherence length of several mm, enabling OCT imaging over a large axial range.},
keywords = {swept source, Fourier Domain, OCT, tunable laser, Spectral Domain, frequency domain imaging, OFDI, sweep},
year = {2005},
doi = {10.1117/12.592552},
URL = {https://doi.org/10.1117/12.592552}
}