Bernhard Haim,
"Analyse und Optimierung eines optischen Tomografiesystems"
, 2-2006
Original Titel:
Analyse und Optimierung eines optischen Tomografiesystems
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Diese Arbeit beschäftigt sich anhand von Messungen mit einer eingehenden Analyse eines optischen Tomografiesystems, das im Rahmen einer Dissertation entwickelt wurde. Das Tomografiesystem arbeitet nach dem Frequenzbereichsverfahren, d.h. intensitätsmoduliertes Licht wird in das zu untersuchende Medium eingekoppelt, und das an einer anderen Oberflächenposition detektierte Signal weist dieselbe Frequenz aber eine Amplitudenabschwächung und Phasenverschiebung auf. Aus den Messungen der Amplitudenverhältnisse und der Phasendifferenzen an verschiedenen Positionen lassen sich Informationen über die optischen Eigenschaften des Mediums gewinnen. Es können hierdurch Inhomogenitäten detektiert werden, die einen Absorptions- bzw. Streuungskontrast zu ihrer Umgebung aufweisen. Als charakteristisches Merkmal besitzt das hier vorgestellte Messsystem nur eine Quell- und eine Detektorfaser. Diese sind in einem Messkopf integriert und scannen mit einer Verfahreinheit zweidimensional über die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts.
Es wurden sowohl Versuchsreihen mit eigens angefertigten technischen Proben (aus Polyesterharz) als auch in-vivo Messungen durchgeführt, wobei hierbei die Detektion eines bekannten Lipoms (es handelt sich hierbei um einen gutartigen Tumor der Fettgewebszellen) im Unterarm einer Versuchsperson einen Schwerpunkt bildete. Aufbauend auf neuen Erkenntnissen wurden Optimierungen vorgenommen, welche die Handhabbarkeit des Tomografiesystems vereinfachen und eine hohe Qualität der Resultate sicherstellen. Dies umfasst unter anderem die Programmierung von Bedienoberflächen für die Datenerfassung bzw. Rekonstruktion, sowie die Ermittlung von geeigneten Parameterzusammenhängen für die Messungen und die Rekonstruktion der Schnittbilder.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Analysis and Optimization of an Optical Tomography System
Englische Kurzfassung:
In the presented work an optical tomography system, which has been developed during a doctoral thesis, is in-depth analysed with measurements. The tomography system is based on a frequency-domain method; this means intensity modulated light is coupled into the surface of the medium under investigation. The detected signal, which is collected at a different surface location, is of the same frequency but amplitude damped and phase shifted. These amplitude ratios and phase differences, measured at several surface positions, contain information about the optical properties of the medium. Inhomogeneities that have absorption or scattering contrast to their surrounding medium can be detected. A characteristic of the measurement system is that it has just one source and one detector fibre which are integrated in a measurement-head and scan two dimensionally with a traction unit over the surface of the object.
Measurements with specially produced technical (resin) phantoms and in-vivo analyses have been accomplished. The in-vivo measurements were focused on the detection of a known lipom in the forearm of a test person. Based on new insights some optimisations were put in place that simplify the operation of the tomography system and assure a high quality of the results. These include the programming of graphical user interfaces (GUI) for data aquisition and reconstruction and finding appropriate parameter sets to obtain optimal measurement and image reconstruction results.
Forschungs-