[實(shí)用新型]一種基于群延遲波數(shù)載頻的鏡像分離系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020577383.6
• 申請(qǐng)日: 2010-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201855257U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁志華;吳彤;陳明惠;王川;王玲;陶淵浩;王保勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/00
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光學(xué)相干層析成像技術(shù)和傅立葉域光學(xué)相干層析成像技術(shù)，尤其涉及一種基于群延遲波數(shù)載頻的鏡像分離系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光學(xué)相干層析(Optical?Coherence?Tomography，簡(jiǎn)稱(chēng)OCT)成像技術(shù)是一種新型的光學(xué)成像技術(shù)，能夠?qū)Ρ粶y(cè)活體樣品內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)與生理功能進(jìn)行非侵入、非接觸、高分辨率在體成像，在疾病的早期診斷和在體活檢領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。

傅立葉域光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)包括譜域光學(xué)相干層析系統(tǒng)和掃頻光學(xué)相干層析系統(tǒng)兩種型式。譜域OCT系統(tǒng)采用寬帶光源和快速多通道光譜儀的結(jié)構(gòu)，掃頻OCT系統(tǒng)采用快速可調(diào)諧激光器和點(diǎn)探測(cè)器的結(jié)構(gòu)。通過(guò)快速采集干涉光譜信號(hào)，不需要進(jìn)行軸向掃描，通過(guò)對(duì)干涉光譜信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換即可獲得樣品的軸向深度信息，具有高速和高靈敏度的特點(diǎn)。但是傅立葉域光學(xué)相干層析成像也存在其固有缺點(diǎn)，在采集攜帶樣品深度信息的干涉信號(hào)的同時(shí)，也采集到樣品各層之間的互干涉信號(hào)、樣品各層本身的自相干干涉信號(hào)、參考光本身的自相干干涉信號(hào)等相干噪聲。并且由于采集到的是干涉光譜信號(hào)的實(shí)部，而不是復(fù)數(shù)干涉光譜信號(hào)，對(duì)此實(shí)干涉光譜信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換得到的結(jié)果是厄米共軛的，導(dǎo)致了在圖像中產(chǎn)生了疊加在樣品實(shí)際像上關(guān)于零光程位置完全對(duì)稱(chēng)的共軛鏡像。

為了消除傅立葉域光學(xué)相干層析圖像中的共軛鏡像，通常調(diào)節(jié)樣品臂和參考臂之間的光程差使零光程面移到被測(cè)樣品表面以外，這樣可以使實(shí)際像和共軛像在圖像上不重疊，但由于零光程附近的條紋可見(jiàn)度最高，即圖像靈敏度最高，對(duì)光源中各個(gè)光譜成分引入同樣的光程差，導(dǎo)致樣品圖像信噪比隨著遠(yuǎn)離零光程面而迅速下降。采用移開(kāi)零光程面的辦法導(dǎo)致高靈敏度的圖像區(qū)域無(wú)法得到利用，并且由于零光程面位于樣品之外，導(dǎo)致了傅立葉域光學(xué)相干層析系統(tǒng)的成像深度僅僅利用了一半。消除傅立葉域OCT的共軛像鏡，可以更好的利用零光程附近的高靈敏度區(qū)域，并且使成像深度拓展一倍，國(guó)外很多科研機(jī)構(gòu)都開(kāi)展了這方面的研究。M.Wojtkowski等人提出利用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器移動(dòng)參考臂的反射鏡的方法，加州大學(xué)Irving分校的Zhongping?Chen小組提出采用電光相位調(diào)制器的方法，杜克大學(xué)Izatt小組提出采用3×3光纖耦合器的方法，通過(guò)在相鄰的軸向干涉光譜信號(hào)間引入固定的附加相位，采用復(fù)數(shù)干涉光譜恢復(fù)算法重建出干涉光譜信號(hào)的復(fù)數(shù)形式，再進(jìn)行傅立葉逆變換，從而消除復(fù)共軛像。美國(guó)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院G.J.Tearney小組提出采用聲光移頻器對(duì)干涉光譜信號(hào)進(jìn)行載頻的方法和偏振編碼的方法去除復(fù)共軛像。Hofer等人提出采用色散材料提供色散并且用復(fù)雜的迭代算法消除復(fù)共軛像的方法，S.Witte等人對(duì)也采用色散材料進(jìn)行色散編碼并提出簡(jiǎn)化的消除尖峰算法去除復(fù)共軛像。羅切斯特大學(xué)的J.P.Rolland等人提出利用雙平衡探測(cè)器分別探測(cè)存在90度相位差的兩路干涉信號(hào)用以構(gòu)建復(fù)數(shù)干涉光譜信號(hào)從而消除復(fù)共軛鏡像。

上述這些方法，都存在其固有缺點(diǎn)，如利用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行多步移相方法需要對(duì)同一個(gè)位置進(jìn)行多次測(cè)量，降低了成像速度，且對(duì)相位的穩(wěn)定性要求高，容易受到各種環(huán)境擾動(dòng)對(duì)相位的影響；利用電光相位調(diào)制器和聲光移頻器的方法需要引入比較復(fù)雜且昂貴的儀器設(shè)備，且對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集速度提出了苛刻的要求；利用3×3光纖耦合器的方法容易受到溫度對(duì)耦合系數(shù)的影響而造成恢復(fù)復(fù)數(shù)干涉光譜的不準(zhǔn)確，影響整體的復(fù)共軛抑制率；現(xiàn)有提出的利用色散的消鏡像方法需要依賴(lài)復(fù)雜的迭代算法，對(duì)算法的簡(jiǎn)化也降低了復(fù)共軛抑制率；利用雙平衡探測(cè)的方法增加了系統(tǒng)復(fù)雜度，且引入的相位差對(duì)環(huán)境穩(wěn)定性有較高的要求，不適用于光纖型系統(tǒng)。因此有必要研究易于實(shí)現(xiàn)、且復(fù)共軛抑制率高的消鏡像方法。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于群延遲波數(shù)載頻的鏡像分離系統(tǒng)。在傅立葉域光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)的參考臂中設(shè)置光柵型光學(xué)延遲線(xiàn)，通過(guò)引入群延遲波數(shù)載頻來(lái)分離傅立葉域光學(xué)相干層析圖像中的共軛鏡像。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一、一種基于群延遲波數(shù)載頻的鏡像分離方法：