[發(fā)明專(zhuān)利]基于分段光譜光程編碼的譜域OCT探測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310578665.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103565405A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁志華;倪秧;沈毅;趙晨;杜持新;吳蘭;李鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B3/14
• 分類(lèi)號(hào): A61B3/14;A61B3/12
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)相干層析成像（Optical?Coherence?Tomography，簡(jiǎn)稱(chēng)OCT）技術(shù)，尤其涉及一種基于分段光譜光程編碼的譜域OCT探測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

光學(xué)相干層析成像（OCT）能實(shí)施活體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)與生理功能的非接觸、無(wú)損傷、高分辨率在體成像，在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。尤其在眼科領(lǐng)域，OCT的應(yīng)用前景更是巨大，常見(jiàn)的眼前節(jié)OCT（Anterior?segment?OCT,?AS-OCT）由于可以非接觸地提供靜動(dòng)狀態(tài)下的光學(xué)路徑中眼前節(jié)的結(jié)構(gòu)圖像，且不需通過(guò)刺激對(duì)側(cè)眼引發(fā)調(diào)節(jié)來(lái)間接觀察被觀察眼的相應(yīng)變化，成為了測(cè)量和分析眼前節(jié)組織和結(jié)構(gòu)的理想工具，與其它技術(shù)相比有著其不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前常用的譜域OCT系統(tǒng)，通常應(yīng)用高速線(xiàn)陣CCD或者CMOS來(lái)并行采集干涉信號(hào)的光譜分量，無(wú)需軸向掃描就可以得到樣品的深度信息，具有快速和高靈敏度的特點(diǎn)，其系統(tǒng)核心是探測(cè)臂中的快速光譜儀。系統(tǒng)的成像深度基本上由快速光譜儀中的各元器件參數(shù)決定，譜域OCT系統(tǒng)的成像深度通常在2~3mm左右，故還不足以測(cè)量全眼前節(jié)的深度（12mm~14mm）。

為了實(shí)現(xiàn)大深度成像，在常見(jiàn)的譜域OCT系統(tǒng)中，主流的實(shí)現(xiàn)方法有三種：通過(guò)消除鏡像增加一倍成像深度、通過(guò)多次切換參考臂成像拼接和利用兩套光譜儀同時(shí)成像。但是這些方法各有其利弊，消鏡像的方法中常見(jiàn)的有B-M-mode和振鏡偏移消鏡像法。雖然消鏡像能實(shí)現(xiàn)想要的深度倍增，但如B-M-mode法，使用時(shí)會(huì)存在因橫向靈敏度下降而造成的成像質(zhì)量下降的問(wèn)題，同時(shí)方法中也很容易帶入環(huán)境干擾，且軟件編程方面也會(huì)有較復(fù)雜的要求。通過(guò)切換參考臂來(lái)達(dá)到成像深度倍增也有多種切換手段，通常利用振鏡切換來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是切換過(guò)程會(huì)帶來(lái)時(shí)間損耗，一定程度上會(huì)限制系統(tǒng)成像速度，而且需要做后期的圖像拼接處理，不能到實(shí)時(shí)成像的要求。利用兩套光譜儀同時(shí)成像也能達(dá)到想要的成像深度，但是需要額外的搭建一套光譜儀，著實(shí)不夠經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于分段光譜光程編碼的譜域OCT探測(cè)系統(tǒng)及方法。在原有的譜域OCT系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改變參考臂的部分結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分段同時(shí)成像的大深度探測(cè)；將一個(gè)光源光譜分成兩部分進(jìn)行利用，每部分光譜各自且同時(shí)成像，這樣就不會(huì)產(chǎn)生額外的時(shí)間損耗，減少大量的圖像拼接工作，而且能相對(duì)靈活便捷的選擇兩段探測(cè)的目標(biāo)位置，從而利用較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)大深度的譜域OCT系統(tǒng)的探測(cè)，具體內(nèi)容如下：

本發(fā)明一種基于分段光譜光程編碼的譜域OCT探測(cè)系統(tǒng)，包括寬帶光源、光隔離器、寬帶光纖耦合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、樣品臂、參考臂和探測(cè)臂；所述的樣品臂包括第一準(zhǔn)直透鏡、掃描振鏡和第一聚焦透鏡；所述的參考臂包括第二光纖準(zhǔn)直器、二向色鏡DM、第一平面反射鏡和第二平面反射鏡；所述的探測(cè)臂包括第三光纖準(zhǔn)直器、光柵、第二聚焦透鏡、CCD探測(cè)器和計(jì)算機(jī)；DM?全稱(chēng)為Dichroic?Mirror；

所述的寬帶光源經(jīng)光隔離器連接寬帶光線(xiàn)耦合器的一個(gè)端口，而寬帶光纖耦合器的兩端出口分別經(jīng)過(guò)第一偏振控制器和第二偏振控制器連接到樣品臂和參考臂；其中第一偏振控制器連接樣品臂中的第一準(zhǔn)直透鏡，接著經(jīng)過(guò)掃描振鏡后通過(guò)第一聚焦透鏡，對(duì)準(zhǔn)樣品；而第二偏振控制器連接第二準(zhǔn)直透鏡，第二準(zhǔn)直透鏡對(duì)準(zhǔn)二向色鏡DM?，并在二向色鏡DM?的兩個(gè)出射邊各放置一面平面反射鏡。寬帶光纖耦合器的第四個(gè)端口連接探測(cè)臂，分別經(jīng)過(guò)第三準(zhǔn)直透鏡、光柵、第二聚焦透鏡，最后對(duì)準(zhǔn)探測(cè)器CCD?，探測(cè)器CCD?連接計(jì)算機(jī)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

寬帶光源發(fā)出探測(cè)光束經(jīng)寬帶光纖耦合器后，一部分光通過(guò)第一偏振控制器進(jìn)入?yún)⒖急郏硪徊糠止馔ㄟ^(guò)第二偏振控制器進(jìn)入樣品臂；進(jìn)入樣品臂部分的光依次通過(guò)第一光纖準(zhǔn)直器、掃描振鏡和第一聚焦透鏡后照射到樣品上，樣品的后向散射光經(jīng)原路返回至寬帶光纖耦合器；進(jìn)入?yún)⒖急鄄糠值墓饨?jīng)第二光纖準(zhǔn)直器到達(dá)二向色鏡DM?，按照不同的波長(zhǎng)長(zhǎng)度，入射光被分成反射和透射兩部分。之后，兩部分光被分別打到第一平面反射鏡和第二平面反射鏡上，并按原路返回到寬帶光纖耦合,進(jìn)而與樣品臂返回的光進(jìn)行干涉；此時(shí)，從寬帶光纖耦合器進(jìn)入探測(cè)臂的干涉信號(hào)同時(shí)包括了第一平面反射鏡對(duì)應(yīng)的第一參考光路同樣品內(nèi)部信息干涉產(chǎn)生的信號(hào)，以及第二平面反射鏡對(duì)應(yīng)的第二參考光路同樣品內(nèi)部信息干涉產(chǎn)生的信號(hào)，兩部分信號(hào)分別對(duì)應(yīng)不同深度段的樣品結(jié)構(gòu)信息。在探測(cè)臂中，出射光經(jīng)光纖準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直后，經(jīng)光柵分光和聚焦透鏡聚焦后，兩部分信號(hào)被探測(cè)器上不同位置的像素點(diǎn)并行探測(cè)，再傳入計(jì)算機(jī)通過(guò)快速傅立葉變換得到樣品深度信息。