[實用新型]一種兼容光譜信息分析功能的光學相干層析裝置

有效

• 申請號: 201320884599.0
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN203662733U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 劉鐵根;丁振揚;江俊峰;劉琨;杜陽
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

技術領域

本實用新型屬于光電檢測結合生物成像技術領域，具體涉及一種兼容光譜信息分析功能的光學相干層析裝置。

背景技術

層析成像技術是指對被測物體進行橫斷面成像，它實際上是一個逆散射問題：利用物體在多角度或多頻率波場照射下所接收到的前向透射數據或背向散射數據，通過反演算法，求取物體中散射體的相對位置、幾何形狀或內在參數。光學相干成像是層析成像技術在光學上的應用。

光學相干層析成像將先進的光學技術和超靈敏探測合為一體，加上現代計算機圖像處理，發展成為一門新興的層析成像診斷技術。它與其他醫學成像技術相比，例如X射線層析成像、超聲層析成像等，具有以下優越性：

1)無輻射損傷、非侵入性

光學相干層析成像光源的發射功率在1～20mW內，不會對生物組織造成損害。當檢測組織表面的時候，可將光源直接照射，掃描探測機構不需要與組織表面嚴密接觸。當診斷體內組織的時候，可結合內窺鏡技術探測體內空腔淺表組織，所以避免了對病變組織做病理切片這種具有一定破壞性的方法。

2)高靈敏度

光學相干層析成像可達到很高的探測靈敏度，因為干涉儀測量的是場而不是光的強度。參考信號可有效加強微弱的后向散射光信號。用優化系統設計，可得到近似量子極限探測。典型的光學相干成像系統可達到90dB～100dB的探測靈敏度，要探測來自大多數散射生物組織2～3mm深度的光學信號已足夠。

3)高分辨率

光學相干層析成像能提供獨立于橫向分辨率的近似于微米量級（1～15μm）的軸向分辨率，這主要取決于寬帶光源的帶寬或可調諧光源的調諧范圍。

光譜分析，特別是生物組織的吸收光譜，對于鑒別生物組織的特征和成分具有重要作用。如果將光學相干層析成像對于生物組織病變位置或奇異位置定位和散射信息與光譜分析信息結合，將有利于獲得更多的光譜分析信息，有利于醫生或科學家找到更多的解決方案。

目前還沒有一種光學層析成像技術和光譜分析技術結合的方法。

實用新型內容

基于上述技術問題，本實用新型提出了一種兼容光譜信息分析功能的光學相干層析裝置,利用傳統光學相干層析方法得到生物組織的層析成像特征，對病變部位或奇異部位再進行多中心波長的光學相干層析成像，得到在不同波長下的生物組織病變部位或奇異部位的散射和吸收信息，即在傳統光學相干層析方法上增加了光譜分析功能。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

本實用新型提供的一種兼容光譜信息分析功能的光學相干層析裝置，該裝置包括系統光源1、1:99光分束器2、輔助干涉儀15、主干涉儀16和采集裝置13，其中：

系統光源1，用于提供由不同中心波長可調諧激光光源組成的光源；

1:99光分束器2，用于將系統光源1的出射光由1:99光分束器2的第一端口進入，并以1:99的比例分別從第二、第三端口分配到輔助干涉儀15和主干涉儀16；

輔助干涉儀15，采用邁克遜干涉儀結構，該結構具體包括第一環行器4、第一50:50耦合器6、第一法拉第轉鏡7和第二法拉第轉鏡8、延遲線9和第一平衡光電探測器3，在所述輔助干涉儀15中：從1:99光分束器2的第二端口的出射光進入第一環行器4的第一端口，光從第一環行器4的第二端口射出進入第一50:50耦合器6的第二端口，光從第一50:50耦合器6的第三端口和第四端口分別進入邁克遜干涉儀的兩臂，其中一臂設置一個光學延遲線9，其作用是控制輔助干涉儀15輸出干涉信號的頻率；在邁克遜干涉儀的兩臂光經過第一法拉第轉鏡7和第二法拉第轉鏡8返回第一50:50耦合器6的第三端口和第四端口，再從第一50:50耦合器6發生干涉，后干涉光從第一50:50耦合器6的第一端口和第二端口射出，第一50:50耦合器6第二端口出射光進入從第一環行器的第二端口，光從第一環行器4的第三端口進入第一平衡光電探測器3；第一50:50耦合器6第一端口出射光也進入第一平衡光電探測器3；第一平衡光電探測器3將光信號轉換為電信號，該電信號直接用于產生采集裝置13的外部時鐘；