Die optische Kohärenztomographie (OCT) ist ein leistungsfähiges bildgebendes Verfahren zur Visualisierung und Lokalisierung von tiefenabhängigen Gewebestrukturen, um zwischen gesunder Haut und pathologischen Zuständen, wie entzündlichen Hauterkrankungen, zu unterscheiden. Hier ist sie besonders wertvoll, weil sie im Gegensatz zur Hautbiopsie nicht invasiv ist und sofortige diagnostische Ergebnisse liefern kann. Ein großes Problem besteht darin, dass handelsübliche, klinisch zugelassene OCT-Systeme in der Regel langsam sind und nicht in der Lage, große Flächen mit angemessener Geschwindigkeit zu scannen. Da sich Hautläsionen über mehrere Quadratzentimeter erstrecken können, würde die Bildgebung größerer Hautläsionen in ihrer gesamten Ausdehnung mehrere Stunden dauern, was für den Patienten eine unzumutbare Belastung darstellt. Wenn jedoch nur einige repräsentative Regionen von Interesse abgebildet werden, bleiben potenzielle entzündliche Infiltrate unentdeckt.

Daher wird ein kollaboratives Robotersystem mit einem bereits vorhandenen, selbstgebauten 3,3-MHz-OCT-System kombiniert, um die automatische Positionierung der OCT-Sonde über dem Ziel zu ermöglichen. Die Bildgebung der Haut stellt eine besondere Herausforderung dar, da große 3D-Datensätze mit Dateigrößen von über 1 TB und unterschiedlichen Formen erfasst werden müssen. Im Gegensatz zu früheren Ansätzen für das automatische Scannen großer Flächen haben wir eine intrinsische Online-Sondensteuerung für die Positionierung und Ausrichtung der Sonde während der OCT-Bildgebung mit Echtzeit-Aktualisierungsraten entwickelt. Sie verfügt über einen kombinierten Algorithmus zur Regelung des Oberflächenabstands und der Oberflächenorientierung, der eine automatische Positionierung der Sonde allein auf der Grundlage der räumlichen Oberflächeninformationen ermöglicht, die aus dem erfassten OCT-Bild extrahiert werden. Darüber hinaus ermöglicht die 3,3 MHz A-Scan-Rate des OCT-Systems, die 10-100x schneller ist als die vergleichbarer OCT-Systeme, Bildaufnahmeraten von bis zu 1 cm² pro Sekunde.