[發明專利]一種光學相干層析器

在審

• 申請號: 201610887998.0
• 申請日: 2016-10-12
• 公開（公告）號: CN107928625A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 劉喬
• 申請（專利權）人: 潛江市大蝦風范水產品養殖有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光電技術領域，具體涉及一種光學相干層析器。

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?15ym)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。

0CT通過與超靈敏的導管狀探測頭結合，發展成為基于導管系統的血管內0CT成像系統，是繼血管造影、血管內超聲之后，能更為精確地獲得血管內顯微結構層析圖像的一種手段，用以分辨動脈粥樣斑塊以及識別易損斑塊，并且能夠為介入治療提供決策依據，具有巨大的發展前景。

發明內容

為解決上述現有技術的不足，本發明提供一種控制精確、效果突出的新型光學相干層析裝置，本發明的技術方案包括：

可調諧激光光源：用于為血管內成像的光學相干層析裝置提供光源，光源是中心波長為1310nm的可調諧激光光源，為邁克爾遜干涉儀提供近紅外波段的光源，光源的觸發信號作為采集裝置、探頭控制裝置的外部時鐘信號；干涉儀：千涉儀為全光纖邁克爾遜結構，用于產生樣品光與參考光干涉信號，包括80:20光纖親合器、第一環形器、第二環形器、法拉第旋轉鏡、光纖延遲線、50:50光纖親合器和光電平衡探測器；

導管探頭：導管探頭將紅外光匯聚在目標血管壁上，再將目標血管壁不同層的反射光收集并傳輸回邁克爾遜干涉儀樣品臂；

采集裝置：由可調諧激光光源的觸發信號作為外部時鐘信號，同步采集干涉圖像，采集裝置包括數字采集卡和圖像采集卡，數字采集卡同步采集干涉儀中光電平衡探測器輸出的電信號，圖像采集卡經過采樣、量化以后轉換為數字圖像并輸入到幀存儲器，實現高速米集，再進入計算機；

計算機：對采集裝置輸出的數字圖像信號進行數據處理，包括干涉信號的傅里葉變換、極坐標變換、圖像增強處理等。

可調諧激光光源的出射光由80:20光纖耦合器第一端口進入，并以80:20的比例分別從第二、第三端口分配到參考臂和樣品臂。80:20光纖耦合器第二端口的出射光進入樣品臂，進入樣品臂的光束入射到第一環行器的第一端口，光從第一環行器的第二端射出進入探頭控制裝置繼而入射到導管探頭中，光從導管探頭入射到樣品上，樣品的背向散射光返回第一環形器，并從第一環形器第三端口進入50:50光纖親合器的第一端口。80:20光纖耦合器第三端口的出射光進入參考臂，進入參考臂的光束入射到第二環行器的第一端口，光從第二環行器的第二端射出進入光纖延遲線，光纖延遲線的作用是調節參考臂光程，使參考臂與樣品臂光程匹配，光纖延遲線的出射光入射到法拉第旋轉鏡，法拉第旋轉鏡的作用為消除偏振態隨機變化對干涉信號的影響，法拉第旋轉鏡反射回來的光回到第二環形器，再從第二環形器的第三端進入50:50光纖親合器的第二端口。參考光與樣品光在50:50光纖親合器中發生干涉，干涉光從50:50光纖親合器的輸出端口3和端口4進入光電平衡探測器。光電平衡探測器將干涉信號轉換為電信號，電信號再進入采集裝置。

本發明的優點和積極效果：