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Der Vorderabschnitt des Auges in spektraler optischer Kohärenztomographie

Jungwirth, Johannes (2009) Der Vorderabschnitt des Auges in spektraler optischer Kohärenztomographie.
Diplomarbeit, University of Vienna. Fakultät für Physik
BetreuerIn: Hitzenberger, Christoph

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DOI: 10.25365/thesis.7381
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29651.26444.739155-0

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Abstract in German

Die optische Kohärenztomographie (OCT) ist eine interferometrische Technologie, welche die Bildgebung von biologischem Gewebe ermöglicht. Es gibt zwei Arten von OCT, welche auf unterschiedlichen Interferenz-Effekten beruhen. In Spectral Domain (SD) OCT, der schnelleren und sensitiveren Variante, erhält man die Tiefeninformation rückstreuender Objektschichten durch eine Fouriertransformation des spektralen Interferogramms. Ein Nachteil von SD-OCT ist der begrenzte Tiefenbereich, der durch die begrenzte spektrale Auflösung des Spektrometers verursacht wird. Weiters führt die Fouriertransformation des gemessenen reellen spektralen Interferogramms zu charakteristischen Spiegelungsartefakten, die in einer Halbierung des Tiefenbereichs resultieren. Dadurch ist der optische Tiefenbereich herkömmlicher SD-OCT-Systeme auf ~3 mm beschränkt. Eine Anwendung von SD-OCT in der Augenheilkunde ist die Bildgebung des vorderen Augenabschnitts, dem Bereich zwischen Hornhaut und Linse. Wegen des limitierten Tiefenbereichs kann jedoch nur ein Teil des Vorderabschnitts abgebildet werden. Um den gesamten Vorderabschnitt zu erfassen, wurde ein SD-OCT-System mit erweitertem Tiefenbereich aufgebaut. Durch ein adaptiertes Spektrometer-Design wurde die spektrale Auflösung erhöht, was zu einem höheren intrinsischen Tiefenbereich führte. Weiters wurde der spektrale Datensatz mit einer Phasenmodulation versehen, woraus das komplexe spektrale Interferogramm durch eine analytische Erweiterung rekonstruiert werden konnte. Dadurch konnte der optische Tiefenbereich auf ~14 mm erhöht werden. Die Funktion des Systems wurde durch 2D- und 3D-Messungen des gesamten vorderen Augenabschnitts gesunder menschlicher Augen in vivo getestet.

Schlagwörter in Deutsch

Optische Kohärenztomographie (OCT) / Spectral Domain (SD) OCT / Vorderer Augenabschnitt / Biomedizinische Optik

Abstract in English

Optical coherence tomography (OCT) is an interferometric technology that enables the imaging of biological tissues. There are two kinds of OCT which are based on different interference effects. In spectral domain (SD) OCT, which is faster and more sensitive, the depth information of backscattering sample layers is retrieved by Fourier transform of the spectral interferogram. A drawback of SD-OCT is the limited depth range, which is caused by the limited spectral resolution of the spectrometer. Furthermore, the Fourier transform of the measured real-valued spectral interferogram leads to characteristic mirror artifacts which result in a bisection of the depth range. Therefore, the optical depth range of conventional SD-OCT systems is limited to ~3 mm. An ophthalmologic application of SD-OCT is imaging of the anterior eye segment, the region between the cornea and the lens. Due to the limited depth range, only a part of the anterior segment can be covered. To image the whole anterior segment, a system with an extended depth range was developed. The spectral resolution was improved by an adapted spectrometer design which led to a higher intrinsic depth range. Furthermore, the spectral data set was modified with a phase modulation to reconstruct the complex spectral interferogram by an analytic extension. Thereby, the optical depth range was extended to ~14 mm. The system performance was tested by 2D- and 3D-measurements of the whole anterior eye segment on healthy human eyes in vivo.

Schlagwörter in Englisch

optical coherence tomography (OCT) / spectral domain (SD) OCT / anterior eye segment / biomedical optics

Item Type: Hochschulschrift (Diplomarbeit)
Author: Jungwirth, Johannes
Title: Der Vorderabschnitt des Auges in spektraler optischer Kohärenztomographie
Umfangsangabe: 65 S. : Ill., graph. Darst.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Physik
Publication year: 2009
Language: ger ... Deutsch
Supervisor: Hitzenberger, Christoph
Assessor: Hitzenberger, Christoph
Classification: 33 Physik > 33.18 Optik
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik
44 Medizin > 44.31 Medizinische Physik
AC Number: AC08154936
Item ID: 7381
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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