DE102008028342A1

DE102008028342A1 - Laser doppler imaging method for examining object i.e. human eye, involves assigning analysis image value that depends on amplitude and/or frequencies of temporal changes of image values of pixels

Info

Publication number: DE102008028342A1
Application number: DE102008028342A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dr. Hauger
Original assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-12-17

Abstract

The method involves partitioning a measuring light (9) and detecting a superimposing light on a local resolution detector (45) e.g. complementary metal oxide semiconductor (MOS) detector, to adjust a sequence of images. The sequence of images is evaluated, and pixels (i0, j0) in the sequence of images are formed in a same place of an object (15). An analysis image value is assigned, where the analysis image value depends on amplitude and/or frequencies of temporal changes of image values of the pixels, and the measuring light has a coherency length of smaller than 20 micro meters. An independent claim is also included for a laser doppler imaging device for examining an object.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laser-Doppler-Bildgebungsverfahren (LDI-Verfahren) und eine Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung (LDI-Vorrichtung) zum Untersuchen eines Objekts. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein LDI-Verfahren und eine LDI-Vorrichtung, wobei Messlicht eine Kohärenzlänge von kleiner als 20 μm aufweist und ein erster Teil des Messlichts und ein zweiter Teil des Messlichts interferometrisch überlagert werden.The The present invention relates to a laser Doppler imaging method (LDI method) and a laser Doppler imaging device (LDI device) to examine an object. In particular, this invention relates an LDI method and an LDI device, wherein measurement light has a coherence length of less than 20 microns and a first part of Measuring light and a second part of the measuring light interferometrically superimposed become.

Laser-Doppler-Interferometrie ist ein optisches Verfahren zum Bestimmen einer Bewegung von Teilchen in einer Flüssigkeit. Dabei wird Messlicht einer großen Kohärenzlänge (z. B. schmalbandiges Laserlicht) auf ein die Flüssigkeit enthaltenes Objekt gerichtet und das von dem Objekt zurückgeworfene Messlicht von einem Detektor detektiert.Laser Doppler Interferometry is an optical method for determining a movement of particles in a liquid. At the same time measuring light becomes a big one Coherence length (eg narrowband laser light) directed to an object containing the liquid and the reflected back from the object measuring light of a Detector detected.

Typischerweise nimmt die Intensität des Messlichts expotentiell mit der Tiefe, in welche das Messlicht vorgedrungen ist, innerhalb des Objekts ab. Die Tiefe, bei welcher die Intensität des Messlichts auf den e-ten (1/2,71) abgefallen ist, wird auch als Eindringtiefe bezeichnet. Für Messlicht mit einer Wellenlänge von etwa 800 nm bis 1300 nm liegt die Eindringtiefe für biologische Proben, wie etwa Haut, bei 1 mm bis 3 mm. Für für diese Wellenlänge transparente biologische Objekte, wie etwa ein Auge, kann die Eindringtiefe so groß sein, dass das gesamte Objekt durchstrahlt wird.typically, takes the intensity of the measuring light expotentially with the Depth, in which the measuring light has penetrated, within the object. The depth at which the intensity of the measuring light up the e-th (1 / 2,71) is also called the penetration depth. For measuring light with a wavelength of about 800 nm to 1300 nm, the penetration depth for biological Samples, such as skin, at 1 mm to 3 mm. For for this wavelength transparent biological objects, such as about one eye, the penetration depth can be so great that the entire object is irradiated.

Das in das Objekt eindringende Messlicht wechselwirkt mit Materie in dem Objekt, was Streuung und Reflexion umfasst. Enthält das Objekt sich relativ zueinander bewegende Teilchen, so hängt eine Wellenlänge von reflektiertem Licht von einer Relativbewegung der Teilchen relativ zu der Lichtquelle bzw. relativ zu dem zu dieser im Ganzen stationären Objekt ab. Bei Reflexion des Messlichts an einem sich gegenüber dem stationären Objekt bewegenden Teilchen erfährt das Messlicht eine Verschiebung seiner Frequenz bzw. Wellenlänge, was als ”Doppler-Effekt” bekannt ist. Das Ausmaß der Frequenzverschiebung bzw. Wellenlängenverschiebung ist dabei von einem Betrag und einer Richtung der Geschwindigkeit des betreffenden Teilchens relativ zu dem stationären Objekt abhängig. Durch Detektieren der Frequenzverschiebung bzw. Wellenlängenverschiebung kann somit auf Betrag bzw. Richtung der Relativgeschwindigkeit des Teilchens geschlossen werden.The penetrating into the object measuring light interacts with matter in the object, which includes scattering and reflection. contains the object is moving relative to each other particles, so depends one Wavelength of reflected light from a relative movement of the particles relative to the light source or relative to the latter in the whole stationary object. For reflection of the measuring light at one opposite the stationary object moving particles, the measuring light undergoes a shift its frequency or wavelength, which is known as the "Doppler effect" is. The extent of the frequency shift or wavelength shift is doing so by an amount and a direction of the speed of the relevant particle relative to the stationary object dependent. By detecting the frequency shift or Wavelength shift can thus on the amount or direction of the Relative velocity of the particle to be closed.

Befinden sich eine Vielzahl von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen innerhalb des untersuchten Objekts, so gehen von dem Objekt Lichtwellen mit entsprechend den verschiedenen Geschwindigkeiten der Teilchen unterschiedlichen Frequenzen bzw. Wellenlängen aus. Diese Teilwellen verschiedener Frequenzen bzw. verschiedener Wellenlängen überlagern sich. Da die Wellenlängenverschiebungen typischerweise klein gegenüber der Wellenlänge des Messlichts sind, entsteht in der Überlagerung eine Lichtwelle mit der Wellenlänge des eingestrahlten Messlichts, welche in ihrer Intensität fluktuiert. Eine solche Lichtwelle mit fluktuierender Intensität wird von einem Detektor als ein sogenanntes Schwebungssignal detektiert.Are located a plurality of relatively moving particles within the examined object, light waves pass from the object with according to the different speeds of the particles different frequencies or wavelengths. These Superimpose partial waves of different frequencies or different wavelengths yourself. As the wavelength shifts typically small compared to the wavelength of the measuring light are in the superposition of a light wave with the wavelength of the irradiated measuring light, which in their intensity fluctuates. Such a light wave with fluctuating intensity is detected by a detector as a so-called beat signal detected.

Entsprechend der Geschwindigkeitsverteilung der Teilchen in dem Objekt sind in dem detektierten Schwebungssignal eine Vielzahl von Frequenzkomponenten beinhaltet, welche durch eine Frequenzanalyse des Schwebungssignals, wie etwa durch eine Fourier-Analyse oder eine Berechnung eines Power-Spektrums, bestimmt werden können. Eine Konzentration von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen ist beispielsweise als ein nulltes Moment des Power-Spektrums gegeben und eine sogenannte Perfusion ist als ein erstes Moment des Power-Spektrums gegeben. Eine mittlere Geschwindigkeit bzw. eine mittlere Abweichung einer Geschwindigkeit von einer mittleren Geschwindigkeit ist weiterhin durch einen Quotienten aus der Perfusion und der Konzentration von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen erhalten.Corresponding The velocity distribution of the particles in the object are in the detected beat signal a plurality of frequency components which is determined by a frequency analysis of the beat signal, such as by a Fourier analysis or calculation of a power spectrum, can be determined. A concentration of itself relative for example, moving particles is as a zeroth Moment of the power spectrum given and a so-called perfusion is given as a first moment of the power spectrum. A medium Speed or a mean deviation of a speed from a mean speed is still divided by a quotient from the perfusion and the concentration of each other relative to each other obtained moving particles.

Hintergrundinformation zu Laser-Doppler-Interferometrie können zum Beispiel dem Review-Artikel von Briers entnommen werden ( J. D. Briers, ”Laser Doppler, speckle and related techniques for blond Perfusion mapping and imaging”, Physiological Measurement, 22 (2001) R35–R66) oder dem Artikel von A. Serov, T. Lasser, ”High-Speed laser Doppler Perfusion imaging using an integrating CMOS image sensor”, Optics Express, 2005, 6416–6428 ).Background information on laser Doppler interferometry can be found, for example, in the review article by Briers ( JD Briers, "Laser Doppler, speckle and related techniques for blond perfusion mapping and imaging", Physiological Measurement, 22 (2001) R35-R66) or the article by A. Serov, T. Lasser, "High-speed laser Doppler perfusion imaging using an integrating CMOS image sensor ", Optics Express, 2005, 6416-6428 ).

Um Informationen über die Bewegung von Teilchen innerhalb eines Objekts über einen ausgedehnten Bereich des Objekts zu erhalten, kann ein feiner Strahl von Messlicht über einen zu untersuchenden Bereich des Objekts abgetastet werden, d. h. geführt oder gescannt werden, wobei die von dem Objekt zurückgeworfene Messstrahlung kontinuierlich von einem Punktdetektor detektiert wird. Entsprechend der Be ziehung zwischen einem sich zeitlich ändernden Ort eines Abtastens und einer Zeit eines Detektierens kann das in einem bestimmten Zeitintervall aufgenommene Schwebungssignal einem bestimmten lateralen Ort des Objekts zugeordnet werden. Damit kann mit dieser Technik eine Information über eine Bewegung von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen über einen lateral ausgedehnten Bereich eines Objekts gewonnen werden.Around Information about the movement of particles within an object over an extended area of the object To get a fine beam of measuring light can over scanning an area of the object to be examined, d. H. be guided or scanned, taking the object continuously reflected measuring radiation from one Dot detector is detected. According to the relationship between a temporally changing place of a sampling and a Time of detection can do this in a certain time interval recorded beat signal a certain lateral location of the Be assigned to an object. Thus, with this technique information about a movement of relatively moving particles over a laterally extended area of an object can be obtained.

Alternativ zu einem Abtastverfahren ist die Laser-Doppler-Interferometrie als ein bildgebendes Verfahren ausgestaltet worden, wobei das Objekt über einen lateral ausgedehnten Bereich flächig beleuchtet wird und das von dem Objekt ausgehende Messlicht auf einen flächigen, ortsauflösenden Detektor abgebildet und dort detektiert wird.As an alternative to a scanning method, the laser Doppler interferometry has been designed as an imaging method, wherein the object over a laterally extended area area be is illuminated and emanating from the object measuring light is mapped to a planar, spatially resolving detector and detected there.

Wie oben erwähnt, hängt die von dem Messlicht bei der Reflexion von einem Teilchen erfahrene Frequenzänderung bzw. Wellenlängenänderung von dem Betrag und der Richtung der Geschwindigkeit des Teilchens relativ zu dem als Ganzes stationären Objekt ab. Je höher dabei der Betrag der Geschwindigkeit, umso höher ist die Frequenzänderung bzw. Wellenlängenänderung und somit auch die Fluktuationsfrequenz des detektierten Schwebungssignals.As mentioned above, depends on the measuring light the reflection of a particle experienced frequency change or wavelength change of the amount and the Direction of the velocity of the particle relative to that as a whole stationary object. The higher the amount the speed, the higher the frequency change or wavelength change and thus also the fluctuation frequency the detected beat signal.

Um somit eine durch ein sich mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit bewegendes Teilchen verursachte Frequenzänderung bzw. Wellenlängenänderung detektieren zu können, muss das von dem Objekt zurückgeworfene Messlicht mit einer genügend hohen Abtastfrequenz aufgenommen werden. Aus der bekannten Beziehung zwischen der Frequenzänderung des zurückgeworfenen Messlichts und der Relativgeschwindigkeit des Teilchens relativ zu dem stationären Objekt folgt beispielsweise, dass von dem Punktdetektor bzw. ortsauflösenden flächigen Detektor Signale in einem zeitlichen Abstand von weniger als 0,1 ms aufgenommen werden müssen, um eine Relativgeschwindigkeit des Teilchens gegenüber dem stationären Objekt von 4 mm pro Sekunde detektieren zu können, wenn eine Wellenlänge des Messlichts 800 nm beträgt. Somit sind hinsichtlich einer Integrationszeit und einer Auslesezeit des Detektors hohe Anforderungen gestellt. Beispielsweise ermöglichte erst die Entwicklung eines CMOS-Bildsensors die Ausgestaltung der Laser-Doppler-Interferometrie als bildgebendes Verfahren, d. h. als Laser-Doppler-Imaging (LDI).Around thus one by one with a certain relative speed Moving particle caused frequency change or wavelength change To be able to detect, the object thrown back by the object must Measuring light with a sufficiently high sampling frequency recorded become. From the known relationship between the frequency change of the reflected measuring light and the relative velocity of the Particle relative to the stationary object follows, for example, that of the point detector or spatially resolving planar Detector signals at a time interval of less than 0.1 ms must be recorded to a relative speed of the particle opposite the stationary object of 4 mm per second when one wavelength can be detected of the measuring light is 800 nm. Thus, in terms of an integration time and a readout time of the detector high Requirements made. For example, only allowed the development of a CMOS image sensor the design of laser Doppler interferometry as an imaging method, d. H. as Laser Doppler Imaging (LDI).

Es ist beobachtet worden, dass herkömmliche Laser-Doppler-Interferometrie-Verfahren und -Vorrichtungen eine ungenügende Genauigkeit bereitstellen. Insbesondere ist eine laterale Auflösung von durch herkömmliche Laser-Doppler-Interferometrie-Vorrichtungen bereitgestellte eine Geschwindigkeit betreffende Daten von Teilchen in der untersuchten Probe unbefriedigend.It has been observed that conventional laser Doppler interferometry method and devices provide insufficient accuracy. In particular, a lateral resolution of by conventional Laser Doppler interferometry devices provided one Speed data of particles in the investigated Sample unsatisfactory.

Es ist somit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Laser-Doppler-Bildgebungsverfahren bzw. eine Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung bereitzustellen, welche herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen hinsichtlich einer Genauigkeit verbessert. Insbesondere ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Laser-Doppler-Bildgebungsverfahren bzw. eine Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung bereitzustellen, welches bzw. welche eine gegenüber herkömmlichen Verfahren bzw. Vorrichtungen verbesserte laterale Auflösung der In formation über Geschwindigkeiten von sich in dem untersuchten Objekt befindlichen Teilchen ermöglicht.It Thus, it is an object of the present invention to provide a laser Doppler imaging method or to provide a laser Doppler imaging device, which conventional methods and devices regarding improved accuracy. In particular, it is an objective of the present Invention, a laser Doppler imaging method or a laser Doppler imaging device to provide which one or more over conventional Methods and devices improved lateral resolution The information about speeds in the examined object located particles allows.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Laser-Doppler-Bildgebungsverfahren zum Untersuchen eines Objekts bereitgestellt, welches ein Aufteilen von Messlicht in einen ersten und einen zweiten Teil des Messlichts; Wechselwirken wenigstens des zweiten Teils des Messlichts mit dem Objekt; wenigstens Reflektieren des ersten Teils des Messlichts von einer ersten Referenzfläche; Überlagern des ersten Teils und des zweiten Teils des Messlichts; Detektieren des überlagerten Lichts auf einem ortsauflösenden Detektor, um eine erste zeitliche Sequenz von Bildern aufzunehmen; und Auswerten der ersten Sequenz von Bildern umfasst, wobei Pixeln in der ersten Sequenz von Bildern, auf die gleiche Orte des Objekts abgebildet werden, jeweils ein Analysebildwert zugeordnet wird, welcher von Amplituden und/oder Frequenzen von zeitlichen Änderungen von Bildwerten dieser Pixel abhängt, wobei zur Verbesserung einer lateralen Auflösung das Messlicht eine Kohärenzlänge von kleiner als 20 μm aufweist.According to one Embodiment of the present invention is a laser Doppler imaging method provided for examining an object which is a split measuring light in a first and a second part of the measuring light; interact at least the second part of the measuring light with the object; at least Reflecting the first part of the measuring light from a first reference surface; Overlay the first part and the second part of the measuring light; detect of the superimposed light on a spatial resolution Detector to capture a first temporal sequence of images; and evaluating the first sequence of images, wherein pixels in the first sequence of pictures, on the same places of the object be mapped, in each case an analysis image value is assigned, which of amplitudes and / or frequencies of temporal changes depends on image values of these pixels, with the improvement a lateral resolution, the measuring light a coherence length of less than 20 microns.

Das Messlicht wird dabei von einer Lichtquelle erzeugt, wie etwa einer Superlumineszenzdiode. Die Lichtquelle erzeugt Messlicht eines beispielsweise gaussförmigen Spektrums, wobei eine Maximalintensität oder mittlere Intensität des von der Lichtquelle erzeugten Lichts in einem Wellenlängenbereich von etwa 800 nm bis 1300 nm liegen kann. Die Halbwertsbreite des Spektrums, d. h. der Abstand einer Wellenlänge, bei welcher die Intensität des erzeugten Messlichts auf die Hälfte der Maximalintensität bzw. der mittleren Intensität abgesunken ist, von der Wellenlänge der Maximal intensität des Spektrums kann dabei 10 bis 50 nm, insbesondere 20 bis 30 nm betragen. Somit erzeugt die Lichtquelle breitbandiges Messlicht, wobei eine Kohärenzlänge aus einem Verhältnis des Quadrats der Wellenlänge der Maximalintensität des Spektrums und der Halbwertsbreite erhalten werden kann. Je höher die Halbwertsbreite des von der Lichtquelle erzeugten Spektrums ist, d. h. je höher somit die Bandbreite der Lichtquelle ist, umso kleiner ist die Kohärenzlänge des Messlichts. Die Kohärenzlänge hat einen Einfluss auf die Interferenzfähigkeit bei Überlagerung zweier Teile von Messlicht, welche verschiedene optische Weglängen durchlaufen haben. Diese beiden Teile des Messlichts können nur dann interferent überlagern, falls der Unterschied der durchlaufenen optischen Weglängen kleiner ist als die Kohärenzlänge des Messlichts.The Measuring light is generated by a light source, such as a Super luminescent diode. The light source generates measuring light of, for example Gaussian spectrum, with a maximum intensity or average intensity of that produced by the light source Light in a wavelength range of about 800 nm to 1300 nm can lie. The half-width of the spectrum, d. H. of the Distance of a wavelength at which the intensity of the generated measuring light to half the maximum intensity or the mean intensity has dropped, of the wavelength the maximum intensity of the spectrum can be 10 to 50 nm, in particular 20 to 30 nm amount. Thus, the light source generates broadband measuring light, wherein a coherence length from a ratio of the square of the wavelength the maximum intensity of the spectrum and the half width can be obtained. The higher the half width of the spectrum produced by the light source, i. H. The higher Thus, the bandwidth of the light source, the smaller is the coherence length of the measuring light. The coherence length has an influence on the interference capability of superposition two parts of measuring light, which pass through different optical path lengths to have. These two parts of the measuring light can only then interferent interfere if the difference of the traversed optical path lengths is less than the coherence length of the measuring light.

In dem Verfahren zum Untersuchen eines Objekts wird erzeugtes Messlicht zunächst in einen ersten und einen zweiten Teil des Messlichts aufgeteilt, wie etwa durch einen halbdurchlässigen Spiegel oder ein Strahlteilerprisma. Wenigstens der zweite Teil des Messlichts wechselwirkt oder interagiert mit dem Objekt, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass auch der erste Teil des Messlichts mit dem Objekt wechselwirkt. Abhängig von den optischen Eigenschaften des Objekts dringt das Messlicht in das Objekt bis zu einer bestimmten Tiefe ein, wobei eine Intensität des in das Objekt eingedrungenen Lichts typischerweise exponentiell abfällt, wobei diese Abhängigkeit durch eine Eindringtiefe charakterisiert ist. Das Wechselwirken des Messlichts mit dem Objekt umfasst Streuung des Messlichts, Reflexion des Messlichts sowie auch inelastische Wechselwirkungen.In the method for examining an object, generated measurement light is firstly split into a first and a second part of the measurement light, such as through a semitransparent mirror or a beam splitter prism. At least the second part of the measurement light interacts or interacts with the object, whereby it is not excluded that also the first part of the measurement light with the object interacts. Depending on the optical properties of the object, the measurement light penetrates into the object to a certain depth, wherein an intensity of the light penetrated into the object typically drops exponentially, this dependence being characterized by a penetration depth. The interaction of the measuring light with the object includes scattering of the measuring light, reflection of the measuring light as well as inelastic interactions.

In dem Verfahren wird wenigstens der erste Teil des Messlichts von einer ersten Referenzfläche reflektiert. Die erste Referenzfläche kann dabei zum Beispiel einen Spiegel umfassen. Es ist nicht ausgeschlossen, dass auch der zweite Teil des Messlichts eine Reflexion an einer optischen Fläche erfährt. Sodann werden der erste Teil und der zweite Teil des Messlichts überlagert und das überlagerte Licht (möglicherweise nach Durchsetzen einer Abbildungsoptik) wird von einem ortsauflösenden Detektor detektiert, um eine erste zeitliche Sequenz von Bildern aufzunehmen.In the method is at least the first part of the measuring light of a first reference surface reflected. The first reference surface may include, for example, a mirror. It is not excluded that the second part of the measuring light is a reflection on a optical surface experiences. Then the first Part and the second part of the measuring light superimposed and the superimposed light (possibly after penetration an imaging optics) is from a spatially resolving detector detected to capture a first temporal sequence of images.

Bei dem ortsauflösenden Detektor kann es sich um einen in einer Fläche ausgedehnten Detektor handeln, welcher dazu ausgebildet ist, aus auf eine Fläche des Detektors auftreffendem Messlicht Intensitätssignale zu erzeugen, welche von einer lateralen Intensitätsverteilung des auf den Detektor auftreffenden Messlichts abhängen. Der flächig ausgedehnte Detektor kann als eine Vielzahl von Detektorelementen oder Pixeln ausgebildet sein, welche in der Gesamtheit durch Detektion von auftreffendem Messlicht ein Bild erzeugen. Der ortsauflösende Detektor ist in der Lage, bei entsprechender Ansteuerung Bilder in einer zeitlichen Folge aufzunehmen. Als Detektor kann beispielsweise ein CMOS-Sensor eingesetzt werden, welcher Bilder mit einer zeitlichen Frequenz von 1 kHz bis zu einigen 10 kHz aufzunehmen in der Lage ist, d. h. in einem zeitlichen Abstand von 1 ms bis 0,1 ms.at The spatially resolving detector may be one in one Surface extended detector act, which is designed to is, from striking a surface of the detector measuring light To generate intensity signals, which of a lateral intensity distribution Depend on the measuring light incident on the detector. The extensively extended detector can be used as a variety be formed by detector elements or pixels, which in the Entity by detection of incident measuring light an image produce. The spatially resolving detector is able to with appropriate control images in a time sequence take. As a detector, for example, a CMOS sensor can be used, which images with a temporal frequency of 1 kHz up to a few 10 kHz is capable of recording, d. H. at a time interval from 1 ms to 0.1 ms.

In dem Verfahren wird mindestens eine erste zeitliche Sequenz von Bildern aufgenommen und ausgewertet. Hierbei erfolgt die Auswertung für jeden Ort des Objekts, welcher auf ein bestimmtes Detektorsegment bzw. ein bestimmtes Pixel des Detektors abgebildet worden ist. Es können jedoch auch Teilbereiche der Bilder der ersten zeitlichen Sequenz von Bildern ausgewertet werden. Hierbei werden die von dem Detektor detektierten Intensitäten des überlagerten Lichts des ersten Teils und des zweiten Teils des Messlichts hinsichtlich von Amplituden oder/und Frequenzen von zeitlichen Änderungen analysiert und daraus pixelweise ein Analysebildwert bestimmt. Der bestimmte Analysebildwert kann somit insbesondere von einer Frequenzverteilung von zeitlichen Änderungen von Bildwerten eines betrachteten Pixels abhängen, auf welches ein bestimmter Ort des Objekts abgebildet worden ist.In the method is at least a first temporal sequence of images recorded and evaluated. Here, the evaluation is done for every location of the object pointing to a particular detector segment or a particular pixel of the detector has been imaged. It However, they can also be subdivisions of the images of the first temporal Sequence of images are evaluated. Here are the of the Detector detected intensities of the superimposed Light of the first part and the second part of the measuring light with respect to of amplitudes and / or frequencies of temporal changes analyzed and used to determine an analysis image value pixel by pixel. Of the certain analysis image value can thus in particular of a frequency distribution of temporal changes of image values of a considered Pixels depend on which a particular location of the object has been pictured.

Mit dem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es somit möglich, ein Schwebungssignal einer Intensität von Messlicht zu erfassen und auszuwerten, wobei das Schwebungssignal durch Überlagerung zweier Teile des Messlichts erzeugt ist, wobei lediglich ein Teil des Messlichts mit dem Objekt interagiert hat. In der herkömmlichen Laser-Doppler-Interferometrie erfolgt keine interferente Überlagerung eines Teils von Messlicht, welches mit dem Objekt interagiert hat, mit einem weiteren Teil des Messlichts, welcher frei von einer Interaktion mit dem Objekt ist. Die Verwendung von Messlicht mit einer Kohärenzlänge von kleiner als 20 μm und die interferente Überlagerung des zweiten Teils des Messlichts, welcher mit dem Objekt interagiert hat, mit dem ersten Teil des Messlichts, ermöglicht eine selektive Detektion nur des Anteils des zweiten Teils des Messlichts, welcher mit einem bestimmten Volumenbereich in einer bestimmten Tiefe innerhalb des Objekts interagiert hat. Da Vielfachstreuungen des Messlichts somit auf einen kleineren Volumenbereich innerhalb des Objekts als bei der herkömmlichen Laser-Doppler-Interferometrie unter Benutzung von Licht einer sehr großen Kohärenzlänge begrenzt sind, ist eine laterale Auflösung verbessert. Weiterhin ist es mit dem Verfahren möglich, Laser-Doppler-Signale tiefenaufgelöst zu vermessen.With the method according to one embodiment Thus, according to the invention, it is possible to generate a beat signal to record and evaluate an intensity of measurement light, where the beat signal by overlapping two parts of the measuring light is generated, wherein only a part of the measuring light interacted with the object. In conventional laser Doppler interferometry no interfering superposition of a part of Measuring light, which has interacted with the object, with another Part of the measuring light, which is free from any interaction with the Object is. The use of measuring light with a coherence length less than 20 μm and the interferent superposition the second part of the measuring light, which interacts with the object has, with the first part of the measuring light, allows one selective detection of only the portion of the second part of the measuring light, which with a certain volume range in a certain Depth has interacted within the object. Because multiple scatters the measuring light thus on a smaller volume range within of the object as in conventional laser Doppler interferometry using light of a very long coherence length are limited, a lateral resolution is improved. Furthermore, it is possible with the method, laser Doppler signals measured with depth resolution.

Die Auswertung der mindestens einen ersten zeitlichen Sequenz von Bildern hinsichtlich der zeitlichen Änderungen von Bildwerten kann ein Berechnen eines Power-Spektrums für jedes Detektorsegment, bzw. für jedes Detektor-Pixel, umfassen. Ein erstes Moment dieses Power-Spektrums betrifft eine mittlere Konzentration von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen in dem bestimmten Volumenbereich des Objekts. Das nullte Moment ist durch ein über die Frequenz genommenes Integral des Power-Spektrums gegeben. Das erste Moment des Power-Spektrums, auch Perfusion genannt, ist proportional zu der Wurzel der mittleren quadratischen Geschwindigkeit der sich relativ zueinander bewegenden Teilchen multipliziert mit der mittleren Konzentration. Das erste Moment des Power-Spektrums ist durch ein über die Frequenz genommenes Integral der Frequenz multipliziert mit dem Power-Spektrum gegeben. Einzelheiten der Auswertung können dem oben zitierten Artikel von Serov und Lasser entnommen werden.The Evaluation of the at least one first temporal sequence of images in terms of temporal changes of image values calculating a power spectrum for each detector segment, or for each detector pixel. A first moment this power spectrum affects a mean concentration of relatively moving particles in the particular volume range of the object. The zeroth moment is through one over the frequency Given integral of the power spectrum. The first moment of the power spectrum, also called perfusion, is proportional to the root of the mean square velocity itself relatively moving particles multiplied by the mean Concentration. The first moment of the power spectrum is through an over the frequency taken integral of the frequency multiplied by given the power spectrum. Details of the evaluation can the article by Serov and Lasser cited above.

Somit erlaubt das Laser-Doppler-Bildgebungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine tomografische Bestimmung einer Perfusion und anderer eine Geschwindigkeitsverteilung betreffender Parameter von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen innerhalb eines zu untersuchenden Objekts.Consequently allows the laser Doppler imaging method according to this Embodiment of the present invention, a tomographic Determining a perfusion and another a velocity distribution pertaining parameter of relatively moving particles within an object to be examined.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt das Aufnehmen der Bilder mit einer Belichtungszeit oder/und in einem zeitlichen Abstand von jeweils weniger als 1 ms, insbesondere weniger als 0,1 ms, weiter insbesondere weniger als 0,05 ms. Damit ist es möglich, Laser-Doppler-Signale zu detektieren, welche von Teilchen herrühren, welche sich relativ zueinander mit einer Geschwindigkeit von 0,4 mm pro Sekunde bis 8 mm pro Sekunde bewegen, wenn das Messlicht eine Wellenlänge von im Mittel etwa 800 nm aufweist. Damit ist es insbesondere möglich, einen Blutfluss in menschlichem Gewebe tomografisch zu analysieren.According to one Embodiment of the present invention takes place the Take the pictures with an exposure time and / or in one time intervals of less than 1 ms, in particular less than 0.1 ms, more particularly less than 0.05 ms. That's it possible to detect laser Doppler signals coming from Particles originate which are relative to one another a speed of 0.4 mm per second to 8 mm per second move when the measuring light has a wavelength of on average about 800 nm. This makes it possible in particular to tomographically analyze a blood flow in human tissue.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Teil des Messlichts frei von einem Wechselwirken mit dem Objekt. Somit wechselwirkt lediglich der zweite Teil des Messlichts mit dem Objekt, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass weiteres Störlicht auf das Objekt einfällt. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Michelson-Interferometer umfassen.According to one Embodiment of the present invention is the first Part of the measuring light free from any interaction with the object. Thus, only the second part of the measuring light interacts with the object, whereby it is not excluded that further Störlicht invades the object. This embodiment For example, a Michelson interferometer can be used in the present invention include.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Laser-Doppler-Bildgebungsverfahren weiterhin ein Wechselwirken auch des ersten Teils des Messlichts mit dem Objekt. Somit fallen sowohl der erste Teil des Messlichts als auch der zweite Teil des Messlichts auf das Objekt ein. Die beiden Teile des Messlichts können jedoch vor dem Wechselwirken mit dem Objekt oder nach dem Wechselwirken mit dem Objekt verschiedene optische Weglängen durchlaufen haben.According to one Embodiment of the present invention includes Laser Doppler imaging continues to interact as well first part of the measuring light with the object. Thus fall both the first part of the measuring light as well as the second part of the measuring light on the object. The two parts of the measuring light can however, before interacting with the object or interacting go through different optical path lengths with the object to have.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wechselwirkt auch der erste Teil des Messlichts mit dem Objekt und umfasst das Verfahren weiterhin ein Reflektieren des zweiten Teils des Messlichts von einer zweiten Referenzlicht vor dem Wechselwirken mit dem Objekt, wobei das Reflektieren des ersten Teils von der ersten Referenzfläche vor dem Wechselwirken mit dem Objekt erfolgt. Somit werden der erste Teil des Messlichts von der ersten Referenzfläche reflektiert und der zweite Teil des Messlichts von der zweiten Referenzfläche reflektiert, bevor beide Teile des Messlichts mit dem Objekt Wechselwirken. Vor dem Wechselwirken mit dem Objekt können beide Teile des Messlichts verschiedene optische Weglängen durchlaufen haben.According to one Embodiment of the present invention interacts also the first part of the measuring light with the object and includes the Method further comprises reflecting the second part of the measuring light from a second reference light before interacting with the object, wherein the reflecting of the first part of the first reference surface before interacting with the object. Thus, the first Part of the measuring light reflected from the first reference surface and the second part of the measuring light from the second reference surface reflected before both parts of the measuring light interact with the object. Both parts can interact before interacting with the object of the measuring light through different optical path lengths to have.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wechselwirkt auch der erste Teil des Messlichts mit dem Objekt und erfolgt das Reflektieren des ersten Teils von der ersten Referenzfläche nach dem Wechselwirken mit dem Objekt. Hierbei können somit der erste Teil des Messlichts und der zweite Teil des Messlichts vor dem Wechselwirken mit dem Objekt gleiche optische Weglängen durchlaufen haben. Nach dem Wechselwirken mit dem Objekt können jedoch die beiden Teile des Messlichts verschiedene optische Weglängen durchlaufen, bevor sie in Überlagerung auf dem ortsauflösenden Detektor detektiert werden.According to one Embodiment of the present invention interacts also the first part of the measuring light with the object and the Reflecting the first part of the first reference surface after interacting with the object. This can thus the first part of the measuring light and the second part of the measuring light go through the same optical path lengths before interacting with the object to have. However, after interacting with the object can the two parts of the measuring light different optical path lengths go through before they overlay on the spatially resolved Detector can be detected.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin ein Verlagern der ersten und/oder der zweiten Referenzfläche und Aufnehmen und Auswerten mindestens einer zweiten zeitlichen Sequenz von Bildern. Das Verlagern der ersten und/oder der zweiten Referenzfläche führt dazu, dass die beiden Teile des Mess lichts vor oder nach Wechselwirken mit dem Objekt verschiedene optische Weglängen durchlaufen. Dies hat zur Folge, dass die zweite zeitliche Sequenz von Bildern Laser-Doppler-Signale umfasst, welche aus einer Tiefe des Objekts stammen, welche Tiefe verschieden ist von der Tiefe innerhalb des Objekts, aus welcher die Laser-Doppler-Signale stammen, welche in der ersten zeitlichen Sequenz von Bildern umfasst sind. Somit ist es möglich, Informationen über eine Geschwindigkeitsverteilung von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen aus Volumenbereichen in verschiedenen Tiefen innerhalb des Objekts zu gewinnen.According to one Embodiment of the present invention includes Method further, a relocating the first and / or the second Reference area and recording and evaluating at least one second temporal sequence of images. Shifting the first and / or the second reference area results in that the two parts of the measuring light act before or after interaction go through different optical path lengths with the object. As a result, the second temporal sequence of images Laser Doppler signals includes, which are from a depth of the object which depth is different from the depth within the Object from which the laser Doppler signals originating in the first temporal sequence of images are included. Thus is It is possible to get information about a speed distribution of relatively moving particles of volume regions gain at different depths within the object.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der ortsauflösende Detektor einen CMOS-Detektor. Mit einem solchen Detektor ist es möglich, Bilder in kurzer zeitlicher Abfolge, z. B. mit einer Frequenz von 1 kHz bis 20 kHz aufzunehmen. Damit ist eine Analyse eines Blutflusses, d. h. eine Analyse einer Geschwindigkeitsverteilung von Blutzellen innerhalb eines lebenden Gewebes ermöglicht.According to one Embodiment of the present invention comprises Spatial detector a CMOS detector. With a Such a detector makes it possible to take pictures in a short time Sequence, z. B. with a frequency of 1 kHz to 20 kHz record. This is an analysis of blood flow, i. H. an analysis of a Velocity distribution of blood cells within a living Tissue allows.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentieren die Analaysebildwerte jeweils einen Wert, der eine Perfusion, eine Konzentration, eine mittlere Geschwindigkeit, und ein Maß für eine Geschwindigkeitsverteilung, insbesondere eine Standardabweichung der Geschwindigkeitsverteilung, von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen, insbesondere Blutzellen, oder eine Kombination derselben, umfasst.According to one Embodiment of the present invention represent the analytical image values each have a value that is a perfusion, a concentration, a medium speed, and a measure of a velocity distribution, in particular a standard deviation the velocity distribution, moving relative to each other Particles, especially blood cells, or a combination thereof, includes.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Objekt ein menschliches Auge, insbesondere ein Augenhintergrund. Somit ist ermöglicht, einen Blutfluss bzw. eine Charakteristik einer Bewegung von Blutzellen in dem Augenhintergrund, d. h. der Retina, zu untersuchen.According to one Embodiment of the present invention is the object a human eye, especially an ocular fundus. Consequently is possible, a blood flow or a characteristic of a Movement of blood cells in the fundus, d. H. the retina, to investigate.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin Anzeigen und/oder Speichern mindestens eines Teils der ersten Sequenz von Bildern und/oder der Analysebildwerte. Das Anzeigen von Bildern der ersten Sequenz von Bildern kann dabei eine Schnittdarstellung des Objekts repräsentieren, welche Informationen über eine Bewegung von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen repräsentiert. Der Schnitt ist dabei in einer bestimmten Tiefe innerhalb des Objekts genommen. Eine Vielzahl von Sequenzen von Bildern kann nach Auswertung wie oben beschrieben in einer dreidimensionalen Darstellung repräsentiert werden. Hierbei können Grauwertdarstellungen, Falschfarbendarstellungen, sowie Höhenliniendarstellungen oder ähnliche zur Anwendung kommen.According to an embodiment of the present invention, the method further comprises displaying and / or storing at least part of the first sequence of images and / or the analysis image values. The displaying of images of the first sequence of images can represent a sectional representation of the object, which contains information about a movement of itself relative to one another representing moving particles. The cut is taken at a certain depth within the object. A plurality of sequences of images may be represented in a three-dimensional representation after evaluation as described above. Gray value representations, false color representations, as well as height line representations or the like can be used here.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin ein Bestimmen einer Morphologie des Objekts, basierend auf mindestens einem Bild der ersten Sequenz und/oder der zweiten Sequenz von Bildern. Hierbei muss somit die erste Sequenz und/oder die zweite Sequenz von Bildern nicht gemäß dem oben beschriebenen Auswerteverfahren hinsichtlich einer zeitlichen Änderung von Bildwerten ausgewertet werden. Stattdessen kann mindestens ein Bild aus einer Sequenz von Bildern ausgewählt werden, um eine Morphologie, d. h. eine Verteilung einer Reflektivität des Messlichts innerhalb eines Volumenbereiches in einer bestimmten Tiefe des Objekts zu repräsentieren. Die Morphologie kann in weiteren Schichten, d. h. weiteren Tiefen innerhalb des Objekts bestimmt werden und geeignet angezeigt werden, insbesondere in Überlagerung mit Repräsentationen einer Geschwindigkeitsverteilung des betreffenden Volumenbereichs innerhalb des Objekts, wie oben beschrieben.According to one Embodiment of the present invention includes Method further comprising determining a morphology of the object, based on at least one image of the first sequence and / or the second sequence of pictures. Hereby the first sequence has to be done and / or the second sequence of images not according to evaluation method described above with respect to a temporal change be evaluated by image values. Instead, at least one Picture from a sequence of pictures to be selected a morphology, d. H. a distribution of reflectivity of the Measuring light within a volume range in a certain To represent the depth of the object. The morphology can in further layers, d. H. further depths within the object be determined and displayed appropriately, especially in overlay with representations of a velocity distribution of the Volume range within the object, as described above.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Laser- Doppler -Bildgebungsvorrichtung zum Untersuchen eines Objekts bereitgestellt, welche umfasst: Eine Lichtquelle zum Erzeugen von Messlicht, welches eine Kohärenzlänge von kleiner als 20 μm aufweist; einen Strahlteiler zum Aufteilen des Messlichts in einen ersten und einen zweiten Teil des Messlichts; eine Beleuchtungsoptik zum Beleuchten eines ausgedehnten Bereichs des Objekts mit wenigstens dem zweiten Teil des Messlichts; eine erste Referenzfläche, zum Reflektieren wenigstens des ersten Teils des Messlichts; einen ortauflösenden Detektor zum Aufnehmen von Bildern; eine Abbildungsoptik, welche dazu ausgebildet ist, den ausgedehnten Bereich des Objekts bei Überlagerung des ersten Teils und des zweiten Teils des Messlichts auf den ortauflösenden Detektor abzubilden; und ein Verarbeitungssystem zum Auswerten von von dem Detektor aufgenommenen Bildern, welches dazu ausgebildet ist, Pixeln in einer Sequenz von Bildern, auf die gleiche Orte des Objekts abgebildet werden, jeweils einen Analysebildwert zuzuordnen, welcher von Amplituden oder/und Frequenzen von zeitlichen Änderungen von Bildwerten dieser Pixel abhängt. Somit erlaubt die Vorrichtung dieser Ausführungsform der Erfindung, ein Verfahren nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen. Damit ist eine Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung bereitgestellt, welche eine laterale Auflösung einer Laser-Doppler-Interferometrie verbessert.According to one Embodiment of the present invention is a laser Doppler imaging device provided for examining an object, which comprises: a light source for generating measuring light, which a coherence length of less than 20 μm having; a beam splitter for splitting the measuring light into a first and a second part of the measuring light; an illumination optics for illuminating an extended area of the object with at least the second part of the measuring light; a first reference surface, for reflecting at least the first part of the measuring light; one location-resolving detector for taking pictures; a Imaging optics designed to cover the extended area of the object when superimposing the first part and the second To image part of the measurement light onto the location-resolving detector; and a processing system for evaluating data picked up by the detector Images that are designed to be pixels in a sequence of Images that are mapped to the same places of the object, respectively to assign an analysis image value, which of amplitudes and / or Frequencies of temporal changes of image values of these Pixel depends. Thus, the device allows this embodiment of the invention, a method according to one embodiment to carry out the present invention. This is one Laser Doppler imaging device provided, which a improved lateral resolution of a laser Doppler interferometry.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen erläutert. Dabei bezeichnen Bezugszeichen mit einem angehängten kleinen Buchstaben Elemente, welche denjenigen in Struktur und/oder Funktion ähnlich sind, welche mit derselben Bezugsnummer aber einem verschiedenen angehängten kleinen Buchstaben bezeichnet sind.The The invention will now be described with reference to the appended drawings explained. In this case, reference numerals with an appended small letters elements representing those in structure and / or Function are similar, which with the same reference number but a different attached small letter are designated.

1 illustriert schematisch eine Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung zum Untersuchen eines Objekts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 schematically illustrates a laser Doppler imaging device for examining an object according to an embodiment of the present invention;

2A, 2B, 2C, und 2D illustrieren schematisch Schritte eines Auswertungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2A . 2 B . 2C , and 2D schematically illustrate steps of an evaluation method according to an embodiment of the present invention;

3 illustriert schematisch einen Datensatz, welcher durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhalten ist; 3 schematically illustrates a data set obtained by embodiments of the present invention;

4 illustriert schematisch eine Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 4 schematically illustrates a laser Doppler imaging device according to another embodiment of the present invention; and

5 illustriert schematisch eine Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 schematically illustrates a laser Doppler imaging device according to yet another embodiment of the present invention.

1 illustriert schematisch eine Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Lichtquelle 3 zum Erzeugen von Messlicht 5. In dem hier illustrierten Ausführungsbeispiel umfasst die Lichtquelle 3 eine Superluminiszenzdiode, welche Messlicht 5 eines gaussförmigen Spektrums aussendet, wobei eine Maximalwellenlänge des Spektrums bei 850 nm liegt und eine Halbwertsbreite des Spektrums bei 35 nm liegt. Somit ist die Lichtquelle 3 eine Breitbandlichtquelle, welche Messlicht mit einer Kohärenzlänge von etwa 20 μm aussendet. Messlicht 5 durchsetzt eine Kollimator- und Beleuchtungsoptik 7, um Messlicht 9 mit im Wesentlichen ebenen Wellenfronten zu bilden. 1 schematically illustrates a laser Doppler imaging device 1 according to an embodiment of the prior invention. The device 1 includes a light source 3 for generating measuring light 5 , In the embodiment illustrated here, the light source comprises 3 a superluminescent diode, which measuring light 5 of a gaussian spectrum, wherein a maximum wavelength of the spectrum is 850 nm and a half-width of the spectrum is 35 nm. Thus, the light source 3 a broadband light source emitting measuring light having a coherence length of about 20 μm. measuring light 5 passes through a collimator and illumination optics 7 to measuring light 9 to form with substantially planar wavefronts.

Ein Teil des Messlichts 9, d. h. ein zweiter Teil 11 des Messlichts 9 durchsetzt einen halbtransparenten Spiegel 13, um auf ein Objekt 15 aufzutreffen und in dieses einzudringen. Nach Durchdringen einer Strecke E innerhalb des Objekts 15 ist die Intensität des zweiten Teils 11 des Messlichts 9 auf einen e-ten Teil (1/2,71) abgefallen. E wird auch als Eindringtiefe bezeichnet. Die Eindringtiefe E hängt von dem in dem Objekt 15 enthaltenen Material ab, sowie von der Wellenlänge des Messlichts 5. Die Oberfläche des Objekts 15 liegt in einer Ebene 17, welche gleichzeitig eine XY-Ebene eines Koordinatensystems 19 definiert. Eine Tiefe innerhalb des Objekts 15 wird entlang einer Koordinate Z des Koordinatensystems 19 gemessen. Der zweite Teil 11 des Messlichts 9 weist einen ausgedehnten lateralen Querschnitt senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung des Messlichts 11 auf, um einen ausgedehnten Bereichs 21 des Objekts zu beleuchten. Der größte Teil einer Intensität des zweiten Teils 11 des Messlichts dringt somit in einen durch den lateralen Bereich 21 und die Eindringtiefe E definierten Volumenbereich des Objekts 15 vor. Der zweite Teil 11 des Messlichts wechselwirkt mit Materie innerhalb dieses Volumenbereichs des Objekts 15, was Streuung des Messlichts und Reflexion des Messlichts umfasst. Der zweite Teil 11 des Messlichts wechselwirkt insbesondere mit sich relativ zueinander bewegenden Teilchen innerhalb des Volumens 15. Somit geht von dem Volumenbereich, welcher durch den lateralen Bereich 21 und die Eindringtiefe E definiert ist, Messlicht aus, welches mit dem Objekt 15 interagiert hat, z. B. reflektiert wurde. Exemplarisch ist in 1 ein Messlichtbündel 23' illustriert, welches mit einem Volumenbereich um einen Punkt P0 interagiert hat. Der Punkt P0 ist in dem Koordinatensystem 19 durch die Koordinaten (x0, y0, z0) gegeben. Messlichtbündel 23' geht von dem Punkt P0 des Objekts 15 aus und wird von dem halbtransparenten Spiegel 13 reflektiert, um ein Messstrahlbündel 23' zu bilden.Part of the measuring light 9 ie a second part 11 of the measuring light 9 intersperses a semi-transparent mirror 13 to move to an object 15 to arrive and to penetrate into this. After penetrating a distance E within the object 15 is the intensity of the second part 11 of the measuring light 9 dropped to an e-th part (1 / 2,71). E is also called penetration depth. The penetration depth E depends on that in the object 15 contained material, as well as from the wavelength of the measuring light 5 , The surface of the object 15 lies in a plane 17 , which at the same time an XY plane of a coordinate system 19 Are defined. A depth within the object 15 is along a coordinate Z of the coordinate system 19 measured. The second part 11 of the measuring light 9 has an extended lateral cross-section perpendicular to a propagation direction of the measurement light 11 on to a broad area 21 of the object to illuminate. The largest part of an intensity of the second part 11 of the measuring light thus penetrates into a through the lateral area 21 and the penetration depth E defined volume range of the object 15 in front. The second part 11 of the measuring light interacts with matter within this volume range of the object 15 , which includes scattering of the measuring light and reflection of the measuring light. The second part 11 of the measuring light interacts in particular with relatively moving particles within the volume 15 , Thus starting from the volume area, which passes through the lateral area 21 and the penetration depth E is defined, measuring light, which with the object 15 has interacted, z. B. was reflected. Exemplary is in 1 a measuring light bundle 23 ' which interacted with a volume area around a point P0. The point P0 is in the coordinate system 19 given by the coordinates (x0, y0, z0). Measuring light beam 23 ' goes from the point P0 of the object 15 off and off the semi-transparent mirror 13 reflected to a measuring beam 23 ' to build.

Ein erster Teil 25 des Messlichts 9, welcher die Kollimations- und Beleuchtungsoptik 7 durchsetzt hat, nachdem es von der Lichtquelle 3 ausgegangen ist, wird von dem halbtransparenten Spiegel 13 reflektiert und fällt auf einen Spiegel 27, welcher als erste Referenzfläche verwendet wird. Der Spiegel 27 ist entlang einer Schiene 29 in durch den Pfeil 31 angezeigten Richtungen verlagerbar. Dazu wird ein nicht dargestellter Motor zum Verschieben des Spiegels 27 entlang der Schiene 29 durch eine Steuerleitung 33 angesteuert. Die Steuerleitung 33 ist mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 35 verbunden. Der erste Teil 25 des Messlichts fällt in einem lateral ausgedehnten Bereich 35 auf den Spiegel 27 und wird als Messlicht 28 reflektiert. Ein Teil des Messlichts 28, d. h. Messlichtbündel 28', wird mit dem von dem Punkt P0 herrührenden Messlichtbündel 23' überlagert. Das überlagerte Licht durchläuft eine Abbildungs optik 37, welche eine Linse 39, eine Apertur 41 und eine weitere Linse 43 umfasst, und trifft auf ein Pixel (i0, j0) eines ortsauflösenden CMOS-Detektors 45. Andere Orte als der Punkt P0 innerhalb des durch den lateralen Bereich 21 und die Eindringtiefe E definierten Volumens werden auf Pixel des Detektors 45 abgebildet, welche verschieden von dem Pixel (i0, j0) sind.A first part 25 of the measuring light 9 , which the collimation and illumination optics 7 has penetrated after it from the light source 3 is assumed by the semi-transparent mirror 13 reflects and falls on a mirror 27 , which is used as the first reference surface. The mirror 27 is along a rail 29 in by the arrow 31 displayed directions displaced. This is an unillustrated engine for moving the mirror 27 along the rail 29 through a control line 33 driven. The control line 33 is with a control and evaluation unit 35 connected. The first part 25 of the measuring light falls in a laterally extended area 35 on the mirror 27 and is used as measuring light 28 reflected. Part of the measuring light 28 , ie measuring light bundle 28 ' , becomes the measuring light beam originating from the point P0 23 ' superimposed. The superimposed light passes through an imaging optics 37 which is a lens 39 , an aperture 41 and another lens 43 and hits a pixel (i0, j0) of a spatially resolving CMOS detector 45 , Other places than the point P0 within through the lateral area 21 and the penetration depth E defined volume are on pixels of the detector 45 which are different from the pixel (i0, j0).

In dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dieser Ausführungsform gelangt aufgrund der Verwendung von Messlicht mit einer Kohärenzlänge von etwa 20 μm nur solches von dem Objekt 15 ausgehendes Messlichtbündel 23' zur interferenten Überlagerung mit von dem Spiegel 27 reflektierten Messlichtbündel 28', bei dem beide Lichtstrahlbündel optische Weglängen durchlaufen haben, deren Differenz kleiner als die Kohärenzlänge des Messlichts ist. Somit kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren selektiv, aus einer bestimmten durch die Kohärenzlänge gegebenen Tiefenschicht um die Tiefe z0 herum, zurückgeworfenes Messlicht detektiert werden.In the inventive method according to this embodiment, due to the use of measuring light having a coherence length of about 20 μm, only such of the object passes 15 outgoing measuring light bundle 23 ' for interfering with superposition of the mirror 27 reflected measuring light beam 28 ' in which both light beam bundles have traveled through optical path lengths whose difference is smaller than the coherence length of the measuring light. Thus, in the method according to the invention, selectively reflected measurement light can be detected from a given depth layer given by the coherence length around the depth z0.

In Abhängigkeit der Intensitäten von detektiertem überlagertem Messlichtbündel 23' und 28' erzeugt der Detektor Intensitätssignale für jedes Pixel (i, j) des Detektors 45, welche über eine Datenleitung 47 der Steuer- und Auswerteeinheit 35 zugeführt werden. Die Steuer- und Auswerteeinheit 35 umfasst dazu einen Rechner 49, eine Anzeigeeinheit 51, eine Eingabeeinheit 53 und eine Speichereinheit 55. Der Rechner 49 ist dazu ausgebildet, die über die Datenleitung 47 für jedes Pixel (i, j) des Detektors 45 empfangene Intensitätssignale auszuwerten, um bei einer gegebenen Stellung des Spiegels 27 Informationen über eine Geschwindigkeits verteilung von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen innerhalb eines Volumens um eine bestimmte Tiefe z0 herum zu bestimmen.Depending on the intensities of detected superimposed measuring light beam 23 ' and 28 ' The detector generates intensity signals for each pixel (i, j) of the detector 45 , which via a data line 47 the control and evaluation unit 35 be supplied. The control and evaluation unit 35 includes a calculator 49 , a display unit 51 , an input unit 53 and a storage unit 55 , The computer 49 is designed to be over the data line 47 for each pixel (i, j) of the detector 45 receive received intensity signals to at a given position of the mirror 27 To determine information about a velocity distribution of relatively moving particles within a volume about a certain depth z0.

Nachdem eine erste Sequenz von Bildern eine bestimmte Tiefe z0 innerhalb der Probe 15 betreffend aufgenommen und ausgewertet worden ist, steuert der Rechner 49 über die Steuerleitung 33 einen nicht illustrierten Motor an, um den Spiegel 27 in einer mit dem Pfeil 31 angezeigten Richtung zu verschieben. Danach wird eine zweite Sequenz von Bildern aufgenommen und ausgewertet, welche nunmehr Informationen über eine Geschwindigkeitsverteilung von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen in einer weiteren von der Tiefe z0 verschiedenen Tiefe ergeben. Somit können Informationen über eine Geschwindigkeitsverteilung über einen Volumenbereich des Objekts 15 gewonnen werden, welcher durch den lateralen Bereich 21 und den vertikalen Bereich einer Eindringtiefe E bestimmt ist.After a first sequence of images a certain depth z0 within the sample 15 has been recorded and evaluated, the calculator controls 49 over the control line 33 an unrepresented engine to the mirror 27 in one with the arrow 31 to move the displayed direction. Thereafter, a second sequence of images is taken and evaluated, which now give information about a velocity distribution of relatively moving particles at a different depth from the depth z0. Thus, information about a velocity distribution over a volume range of the object 15 be gained, which through the lateral area 21 and the vertical range of a penetration depth E is determined.

Ein Auswerteverfahren für jede eine bestimmte Tiefe z0 des Objekts betreffende Sequenz von Bildern ist in 2A bis 2D illustriert. Bei örtlich festgehaltenem Spiegel 27 (siehe 1), welcher entlang der durch den Pfeil 31 angedeuteten Richtungen derart positioniert ist, dass nur aus einer Tiefe z0 des Objektes 15 zurückgeworfenes Messlicht interferent überlagert und somit von dem Detektor 45 detektiert werden kann, wird von dem Detektor 45 eine Sequenz 56_z0 von Bildern (k = 1, ..., N) zeitlich hintereinander aufgenommen. In dem in 2A illustrierten Beispiel werden acht Bilder (57₁ , ..., 57₈ ) mit einem zeitlichen Abstand von 0,1 ms bei festgehaltener Position des Spiegels 27 aufgenommen. Es kann jedoch für jede Sequenz eine größere Anzahl von Bildern, wie etwa 100 oder 1000, aufgenommen werden. Exemplarisch ist ein Bild 57_k in 2B illustriert. Jedes solche Bild umfasst mehrere Pixel (i, j), z. B. 1024 mal 1024 Pixel, die durch zwei Indizes, hier i und j, identifiziert werden. Ein detektierter Bildwert für das Pixel (i0, j0) des Bildes 57_k ist durch I^k _z0(i0, j0) bezeichnet. Der Index z0 zeigt an, dass dieses Bild durch Detektion von überlagertem Messlicht erhalten wurde, wobei ein Teil des Messlichts von einer Tiefe z0 des Objekts 15 ausgegangen ist.An evaluation method for each sequence of images concerning a certain depth z0 of the object is shown in FIG 2A to 2D illustrated. With the mirror attached 27 (please refer 1 ), which runs along the arrow 31 indicated directions is positioned such that only from a depth z0 of the object 15 reflected measuring light interferent superimposed and thus of the detector 45 can be detected by the detector 45 a sequence 56 _z0 of pictures (k = 1, ..., N) taken in succession. In the in 2A illustrated example, eight images ( 57 ₁ , ..., 57 ₈ ) with a time interval of 0.1 ms at Festge holding position of the mirror 27 added. However, a larger number of images, such as 100 or 1000, can be captured for each sequence. Exemplary is a picture 57 _k in 2 B illustrated. Each such image comprises a plurality of pixels (i, j), e.g. 1024 by 1024 pixels identified by two indices, here i and j. A detected image value for the pixel (i0, j0) of the image 57 _k is _denoted by I ^k _z0 (i0, j0). The index z0 indicates that this image was obtained by detecting superimposed measurement light, with part of the measurement light being from a depth z0 of the object 15 has gone out.

2C illustriert einen zeitlichen Verlauf I_z0(i0, j0, t) des Bildwertes für das Pixel (i0, j0). Es ist ersichtlich, dass der Bildwert zeitlich fluktuiert. Diese Fluktuation resultiert von einer Überlagerung des Messlichts mit Messlicht geringfügig verschiedener Frequenzen bzw. Wellenlängen, welches auf verschiedene Geschwindigkeiten von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen zurückzuführen ist, von welchen Teilchen Messlicht reflektiert wurde. Aus 2C ist auch ersichtlich, dass die zeitlichen Fluktuationen der Bildwerte I_z0(i0, j0, t), d. h. die Schwebungssignale, auf verschiedenen Zeitskalen, d. h. mit verschiedenen Frequenzen fluktuieren. Somit sind in dem zeitlichen Verlauf eines Bildwertes 59 eine Vielzahl von Schwingungen verschiedener Frequenzen umfasst. Ein Spektrum dieser Frequenzen wird durch Berechnung eines Power-Spektrums erhalten. Aus dem Power-Spektrum für jeden Bildwert wird für jedes Pixel (i, j) ein Analysebildwert berechnet. In 2D ist das Analysebild, welches durch Analysebildwerte A_z0(i0, j0) zusammengesetzt ist, illustriert. Das Analysebild 61 repräsentiert das Ergebnis der Auswertung der Sequenz 57₁ , ..., 57₈ von Bildern, welche bei örtlich festgehaltenem Spiegel 27 aufgenommen wurden. 2C illustrates a time course I _z0 (i0, j0, t) of the image value for the pixel (i0, j0). It can be seen that the image value fluctuates over time. This fluctuation results from a superposition of the measurement light with measurement light of slightly different frequencies or wavelengths, which is due to different velocities of relatively moving particles, from which particles measurement light was reflected. Out 2C It can also be seen that the temporal fluctuations of the image values I _z0 (i0, j0, t), ie the beat signals, fluctuate on different time scales, ie with different frequencies. Thus, in the time course of an image value 59 includes a variety of vibrations of different frequencies. A spectrum of these frequencies is obtained by calculating a power spectrum. From the power spectrum for each image value, an analysis image value is calculated for each pixel (i, j). In 2D is the analysis _image , which is composed by analysis _{image values} A _z0 (i0, j0) illustrated. The analysis picture 61 represents the result of the evaluation of the sequence 57 ₁ , ..., 57 ₈ images taken at a fixed mirror 27 were recorded.

Analoge Aufnahmen von Sequenzen 56_z1 , 56_z2 , 56_z3 , ... von Bildern und Auswertungen dieser Sequenzen 56_z1 , 56_z2 , 56_z3 , ... von Bildern werden für andere Tiefen z1, z2, z3, ... innerhalb des Objekts 15 von dem Rechner 49 der Steuer- und Auswerteeinheit 35 in 1 durchgeführt.Analog recordings of sequences 56 _z1 . 56 _z2 . 56 _z3 , ... of images and evaluations of these sequences 56 _z1 . 56 _z2 . 56 _z3 , ... of images become for other depths z1, z2, z3, ... within the object 15 from the calculator 49 the control and evaluation unit 35 in 1 carried out.

3 illustriert einen Perfusionsdatensatz 63, welcher die erhaltenen Analysewerte A(x0, y0, z0) innerhalb eines Volumens des Objekts 15 repräsentiert. Der Datensatz 63 wird durch die Anzeigeeinheit 51 der Steuer- und Auswerteeinheit 35 in 1 angezeigt. Die Analysebildwerte umfassen insbesondere eine Perfusion, eine mittlere Geschwindigkeit, oder eine Abweichung von einer mittleren Geschwindigkeit von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen innerhalb des Objekts 15. Die Analysebildwerte können etwa durch Grauwerte, Falschfarben, Höhenlinien oder ähnliches repräsentiert werden. 3 illustrates a perfusion record 63 which obtains the obtained analysis values A (x0, y0, z0) within a volume of the object 15 represents. The record 63 is through the display unit 51 the control and evaluation unit 35 in 1 displayed. In particular, the analysis image values include a perfusion, a mean velocity, or a deviation from a mean velocity of relatively moving particles within the object 15 , The analysis image values can be represented by gray values, false colors, contour lines or the like.

4 illustriert eine weitere Ausführungsform 1a einer Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zur in 1 illustrierten Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung 1 werden in der in 4 illustrierten Vorrichtung 1a zwei Teile des Messlichts, welche unterschiedliche optische Weglängen durchlaufen haben, auf das Objekt 15 gerichtet, in diesem Fall ein menschliches Auge, von diesem in verschiedenen Tiefen z reflektiert, und nach Überlagerung detektiert. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Messung unempfindlich gegenüber einer axialen Verschiebung, d. h. einer Verschiebung entlang der z-Achse, des Objekts 15 ist. 4 illustrates another embodiment 1a a laser Doppler imaging device according to the present invention. Unlike in 1 illustrated laser Doppler imaging device 1 be in the in 4 illustrated device 1a two parts of the measuring light, which have passed through different optical path lengths, on the object 15 directed, in this case a human eye, reflected by this at different depths z, and detected after superposition. An advantage of this embodiment is that the measurement is insensitive to an axial displacement, ie a displacement along the z-axis, of the object 15 is.

Lichtquelle 3a erzeugt Messlicht 5a, welches die Kollimations- und Beleuchtungsoptik 7a durchsetzt, um Messlicht 9a zu bilden. Ein erster Teil 25a des Messlichts 9a wird von dem halbtransparenten Spiegel 13a reflektiert, um Messlicht 28 zu bilden. Ein zweiter Teil 11a des Messlichts 9a durchsetzt den halbtransparenten Spiegel 13a, trifft auf den Spiegel 65a, wird von diesem reflektiert und wird von dem halbtransparenten Spiegel 13a reflektiert, um als Messlicht 67 mit dem Messlichts 28 überlagert zu werden. In dem Messlicht 67 hat der erste Teil des Messlichts einen optischen Weg durchlaufen, welcher um 2·n_Luft·d größer ist als ein optischer Weg, welcher durch den zweiten Teil 11a des Messlichts durchlaufen wurde (n_Luft ist hierbei der Brechungsindex des Medium, welches von dem Messlicht durchlaufen ist, hier Luft).light source 3a generates measuring light 5a , which the collimation and illumination optics 7a interspersed to measuring light 9a to build. A first part 25a of the measuring light 9a gets from the semi-transparent mirror 13a reflected to measuring light 28 to build. A second part 11a of the measuring light 9a intersperses the semi-transparent mirror 13a , meets the mirror 65a , is reflected by this and is by the semi-transparent mirror 13a reflected to as measuring light 67 with the measuring light 28 to be overlaid. In the measuring light 67 For example, the first part of the measurement light has passed through an optical path which is larger by 2 × n _air × d than an optical path which passes through the second part 11a was passed through the measuring light (n _air here is the refractive index of the medium, which is traversed by the measuring light, here air).

Messlicht 67 durchsetzt den halbtransparenten Spiegel 69, um in das Auge 15 einzudringen. Der in dem Messlicht 67 enthaltene erste Teil 25a des Messlichts wird von der Hornhaut (Cornea) des Auges 15, welche sich in der xy-Ebene des Koordinatensystems 19a in dem lateralen Bereich 21a befindet, d. h. bei z = 0, reflektiert. Der zweite Teil 11a des Messlichts, welcher in dem Messlicht 67 enthalten ist, wird von der Netzhaut (Retina) 72 des Auges 15 reflektiert, welche sich in einer Tiefe z0 von der Cornea 70 des Auges 15 entfernt befindet. Messlicht 67, welches von dem Auge 15 auf diese Weise reflektiert wurde, geht von dem Auge 15 aus, wird von dem halbtransparenten Spiegel 69 reflektiert, um durch die Abbildungsoptik 37a auf den Detektor 45a abgebildet zu werden. Damit der erste Teil 25a des Messlichts, welcher an der Cornea 70 des Auges 15 reflektiert wurde, mit dem zweiten Teil 11a des Messlichts, welcher an der Retina 92 des Auges 15 reflektiert wurde, interferent überlagert, muss der erste Teil 25a des Messlichts vor der Reflexion an dem Auge 15 einen optischen Weg durchlaufen haben, welcher um 2·n_Liquor·z0 größer ist als der von dem zweiten Teil 11a durchlaufene optische Weg, d. h., es muss gelten: 2·n_Luft·d = 2·n_Liquor·z0.measuring light 67 intersperses the semi-transparent mirror 69 to get into the eye 15 penetrate. The one in the measuring light 67 included first part 25a The measuring light is from the cornea (cornea) of the eye 15 , which are in the xy plane of the coordinate system 19a in the lateral area 21a is, ie at z = 0, reflected. The second part 11a of the measuring light, which in the measuring light 67 is contained by the retina (Retina) 72 of the eye 15 reflected, which is at a depth z0 from the cornea 70 of the eye 15 is located away. measuring light 67 which of the eye 15 reflected in this way, goes from the eye 15 off, is the semi-transparent mirror 69 reflected through the imaging optics 37a on the detector 45a to be imaged. So the first part 25a of the measuring light, which is at the cornea 70 of the eye 15 was reflected, with the second part 11a of the measuring light, which at the retina 92 of the eye 15 has been reflected, interferent superimposed, must be the first part 25a of the measuring light before reflection on the eye 15 have passed through an optical path which is larger than that of the second part by 2 · n _CSF · z0 11a traversed optical path, ie, it must apply: 2 × n _air · d = 2 · n · _Liquor z0.

Mithilfe der in 4 illustrierten Vorrichtung 1a werden Sequenzen bei verschiedenen Positionen des Spiegels 27a entlang der durch den Pfeil 31a angezeigten Richtungen aufgenommen und ausgewertet, wie mit Bezug auf 1 und 2A bis 2D beschrieben. Damit ist es auch gemäß dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung möglich, selektiv Informationen über eine Geschwindigkeitsverteilung von sich relativ zueinander bewegenden Teilchen des Objektes, insbesondere Blutzellen, zu erhalten.Using the in 4 illustrated device 1a become sequences at different positions of the mirror 27a along the arrow 31a displayed directions and evaluated, as with respect to 1 and 2A to 2D described. Thus, according to this embodiment of the present invention, it is also possible to selectively obtain information about a velocity distribution of relatively moving particles of the object, especially blood cells.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform 1b einer Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu der in 4 dargestellten Vorrichtung 1a wird hierbei das Objekt 15, in diesem Fall ein menschliches Auge, mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil von dem Messlicht beleuchtet, der erste Teil des Messlichts wird von der Cornea des Auges reflektiert und der zweite Teil des Messlichts wird von der Retina des Auges reflektiert und nach Reflektieren der beiden Teile des Lichts durchlaufen diese verschiedene optische Weglängen, bevor sie in Überlagerung durch einen ortsauflösenden Detektor detektiert werden. 5 shows a further embodiment 1b a laser Doppler imaging device according to the present invention. Similar to the in 4 illustrated device 1a becomes hereby the object 15 , in this case a human eye, illuminated with a first part and a second part of the measuring light, the first part of the measuring light is reflected by the cornea of the eye and the second part of the measuring light is reflected by the retina of the eye and after reflecting the Both parts of the light pass through different optical path lengths before being detected in superimposition by a spatially resolving detector.

Der Unterschied zwischen den Vorrichtungen 1a, welche in 4 illustriert ist, und 1b, welche in 5 illust riert ist, besteht somit darin, dass das gesteuerte Durchlaufen verschiedener optischer Weglängen des ersten Teil des Messlichts und des zweiten Teil des Messlichts entweder vor oder nach einer Wechselwirkung mit dem Objekt erfolgt. Wie in 5 illustriert, durchläuft der erste Teil 25b des Messlichts nach Reflexion an der Cornea 70 des Auges 15 und Reflexion an dem halbdurchlässigen Spiegel 13b ein optisches Verzögerungssystem 74, welches durch halbdurchlässige Spiegel 75, 76 und Spiegel 77 und 78 gebildet ist, welches einen veränderbaren optischen Weg für den ersten Teil 25b des Messlichts bereitstellt. Die Veränderung der optischen Weglänge wird durch Verschieben der Spiegel 77 und 78 entlang von durch den Pfeil 80 angezeigten Richtungen erreicht.The difference between the devices 1a , what a 4 is illustrated, and 1b , what a 5 Thus, there is the fact that the controlled passing through different optical path lengths of the first part of the measuring light and the second part of the measuring light takes place either before or after an interaction with the object. As in 5 illustrated, the first part goes through 25b of the measuring light after reflection at the cornea 70 of the eye 15 and reflection on the semipermeable mirror 13b an optical delay system 74 , which through half-transparent mirror 75 . 76 and mirrors 77 and 78 is formed, which is a variable optical path for the first part 25b of the measuring light. The change in the optical path length is made by moving the mirrors 77 and 78 along by the arrow 80 reached directions.

Damit können durch die in den 4 und 5 dargestellten Laser-Doppler-Bildgebungsvorrichtungen 1a und 1b Informationen über eine Geschwindigkeitsverteilung und andere Geschwindigkeitsparameter innerhalb des Objekts axial und lateral aufgelöst gewonnen werden. Die dazu notwendige Auswertung von Sequenzen von Bildern ist der analog, welche mit Bezug auf 2A bis 2D und 3 beschrieben ist. Insbesondere können mit den in 4 und 5 illustrierten Vorrichtungen eine Augenlängenvermessung unter Verwendung der Reflexe der Cornea und der Retina durchgeführt werden. Insbesondere wird die Augenlängenvermessung aufgrund der ermöglichten räumlich selektiven Perfusionsmessung basiert. Als Ergebnis erhält man somit ein lateral und axial besser aufgelöstes Perfusionsbild als mit herkömmlichen Laser-Doppler-Bildgebungsverfahren.Thus, by the in the 4 and 5 illustrated laser Doppler imaging devices 1a and 1b Information about a velocity distribution and other velocity parameters can be obtained within the object resolved axially and laterally. The necessary evaluation of sequences of images is analogous to that described with reference to FIG 2A to 2D and 3 is described. In particular, with the in 4 and 5 Illustrated devices are carried out an eye length measurement using the reflexes of the cornea and the retina. In particular, the eye length measurement is based on the enabled spatially selective perfusion measurement. As a result, a laterally and axially better resolved perfusion image is obtained than with conventional laser Doppler imaging techniques.

Abhängig von einem Durchmesser eines zu vermessenden Objekts, z. B. eines Durchmessers eines zu vermessenden Blutgefäßes, kann die Kohärenzlänge der Lichtquelle 3, 3a und 3b angepasst werden. Auch kann die Wellenlänge der Lichtquelle angepasst werden, um eine für ein zu vermessendes Objekt geeignete Eindringtiefe des Messlichts zu erreichen. Bei nicht ophtalmologischen Applikationen fehlt eine der Cornea ähnliche Fläche, an welcher der erste Teil 25a des Messlichts reflektiert wird. Eine solche Fläche kann in einem solchen Fall dadurch erzeugt werden, indem ein Teil des Objekts reflektierend ausgebildet ist. Dies kann zum Beispiel durch Aufbringen eines Retroreflektors oder einer retroreflektierenden Folie auf einen geringen Teil der beleuchteten Objektoberfläche erreicht werden.Depending on a diameter of an object to be measured, z. B. a diameter of a blood vessel to be measured, the coherence length of the light source 3 . 3a and 3b be adjusted. Also, the wavelength of the light source can be adapted to achieve a suitable for a measurement object penetration depth of the measuring light. In non-ophthalmic applications a cornea-like area is missing, on which the first part 25a of the measuring light is reflected. In such a case, such a surface can be produced by reflecting a part of the object. This can be achieved, for example, by applying a retroreflector or retroreflective sheeting to a small portion of the illuminated object surface.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- JD Briers, "Laser Doppler, speckle and related techniques for blond perfusion mapping and imaging", Physiological Measurement, 22 (2001) R35-R66) or the article by A. Serov, T. Lasser, "High Speed Laser Doppler Perfusion imaging using an integrating CMOS image sensor ", Optics Express, 2005, 6416-6428 [0007]

Claims

LDI (Laser Doppler Imaging) method for examining an object, comprising: splitting measurement light ( 9 ) into a first ( 25 ) and a second ( 11 ) Part of the measuring light; Interaction of at least the second part ( 11 ) of the measuring light with the object ( 15 ); at least reflecting the first part ( 25 ) of the measuring light from a first reference surface ( 27 ); Superposing the first part and the second part of the measuring light; Detecting the superimposed light on a location-resolving detector ( 45 ) to a first temporal sequence ( 56 _z0 ) of images; Evaluating the first sequence of images, wherein pixels (i0, j0) in the first sequence of images (I _z0 (i0, j0, t)) are mapped to the same locations (x0, y0) of the object, each associated with an analysis image value which depends on amplitudes and / or frequencies of temporal changes of image values (I _z0 (i0, j0, t)) of these pixels (i0, j0), wherein the measurement light is used to improve a lateral resolution ( 9 ) has a coherence length of less than 20 μm.

The method of claim 1, wherein said receiving the Images with an exposure time and / or at a time interval each less than 1 ms, in particular less than 0.1 ms, in particular less than 0.03 ms, takes place.

Method according to claim 1 or 2, wherein the first part ( 25 ) of the measuring light ( 9 ) free of interaction with the object ( 15 ).

A method according to claim 1 or 2, further comprising interacting also the first part ( 25a . 25b ) of the measuring light with the object ( 15 ).

The method of claim 4, further comprising: reflecting the second part ( 11a ) of the measuring light from a second reference surface ( 65a ) before interacting with the object, wherein the reflecting of the first part ( 25a ) from the first reference surface ( 27a ) before interacting with the object ( 15 ) he follows.

Method according to claim 4, wherein the reflecting of the first part ( 25b ) from the first reference surface ( 77 . 78 ) after interacting with the object ( 15 ) he follows.

Method according to one of claims 1 to 6, further comprising displacing the first ( 27 ) and / or the second ( 65a ; 77 . 78 ) Reference surface and recording and evaluating at least one second temporal sequence ( 56 _z1 . 56 _z2 . 56 _z3 ) of pictures.

Method according to one of the preceding claims, wherein the spatially resolving detector ( 45 ) comprises a CMOS detector.

Method according to one of the preceding claims, wherein the analysis image values each represent a value, the one perfusion, one concentration, one medium speed, and a measure of a velocity distribution, in particular a standard deviation of the velocity distribution, of relatively moving particles, in particular blood cells, or a combination thereof.

Method according to one of the preceding claims, wherein the object is a human eye, in particular an ocular fundus ( 72 ).

Method according to one of the preceding claims, further comprising displaying and / or storing at least one Part of the first sequence of images and / or analysis image values.

Method according to one of the preceding claims, further comprising determining a morphology of the object based on at least one image of the first sequence and / or the second sequence of pictures.

LDI (Laser Doppler Imaging) device for examining an object, comprising: a light source ( 3 ) for generating measuring light ( 9 ) having a coherence length smaller than 20 μm; a beam splitter ( 13 ) for splitting the measuring light ( 9 ) into a first ( 25 ) and a second ( 11 ) Part of the measuring light; an illumination optics ( 7 ) for illuminating an extended area ( 21 ) of the object ( 15 ) with at least the second part ( 11 ) of the measuring light; a first reference area ( 27 ), for reflecting at least the first part ( 25 ) of the measuring light; a location-resolving detector ( 45 ) for taking pictures; an imaging optics ( 37 ), which is designed to cover the extended area ( 21 ) of the object ( 15 ) when superimposing the first part ( 25 ) and the second part ( 11 ) of the measuring light onto the position-resolving detector ( 45 ); and a processing system ( 35 ) for evaluating images taken by the detector and arranged to image pixels (i0, j0) in a sequence of images (I _z0 (i0, j0, t)) to the same locations (x0, y0) of the object each to assign an analysis image value which depends on amplitudes and / or frequencies of temporal changes of image values (I _z0 (i0, j0, t)) of these pixels (i0, j0).