[發明專利]一種光學相干斷層血管造影裝置及方法

有效

• 申請號: 201611235344.6
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN108245130B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 高萬榮;史偉松;陳朝良
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種光學相干斷層血管造影裝置及方法。所述裝置包括高速掃頻激光光源、環流器、光纖耦合器、第一偏振控制器、準直透鏡、匯聚透鏡、平面反射鏡、第二偏振控制器、手持式探測臂、平衡探測器、數據采集卡、信號處理系統。所述方法步驟為：根據系統橫向分辨率確定B掃方向上的采樣頻率，連續兩次A掃之間的平均距離為橫向分辨率的1/3；設置C掃振鏡的控制信號為階梯信號；使數據采集卡的外部觸發信號與B掃振鏡起始位置時對應的時刻同步，然后將數據采集卡采集的信號傳輸到信號處理系統中進行處理，獲得皮膚樣品的結構圖像與微血管分布圖像。本發明具有更高的信噪比以及血管分辨率，能夠快速獲得正面投影微血流分布，在快速診斷方面有著廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及光學相干層析技術領域，特別是一種光學相干斷層血管造裝置及方法。

背景技術

人體組織和器官所需營養物質和氧氣是通過血液循環輸送，營養物質和氧氣的交換則是在毛細血管內進行的，因此微血管成像技術有助于對組織疾病診斷及治療監測，如癌癥，青光眼等。光學相干層析術(OCT)，于20世紀90年代第一次被提出，是一種非侵入的活體成像模式，具有高成像速度以及高空間分辨率。經過約25年的發展，傅里葉域OCT(包括掃頻OCT與譜域OCT)已被廣泛應用于生物組織的疾病診斷和治療監測，例如視網膜，皮膚，大腦和食道。

除了生物組織的結構圖，其微血管分布對于疾病診斷和治療監測也是極其重要的因素，各種基于OCT的血流成像方法已經被成功提出，比如基于相位分辨多普勒OCT(PRDOCT)、相位方差OCT(PVOCT)、光學微血管造影術(OMAG)、相關成像OCT(cmOCT)、散斑方差OCT(svOCT)、以及功率密度差分法(PID)。前兩種方法通過比較在不同時間所獲得的OCT信號(A掃之間或B掃之間)的相位信息來檢測血流。最后四種方法則是通過比較B掃之間OCT信號的強度值來檢測血流，由于靜止組織的像素強度隨著時間保持一致而血流的值隨著時間隨機變化。cmOCT方法通過計算兩幅或多幅強度圖的去相關程度對比出血流分布，svOCT通過計算兩幅或多幅強度圖的標準差獲得血流分布，而PID方法則是通過計算對數強度差的平方來獲得血流分布。但是，上述各種基于OCT的血流成像方法存在信噪比低、分辨率低的缺點，并且在計算正面投影圖時，需逐深度計算再進行投影，增加了計算機的計算量和計算時間。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠高信噪比、高分辨率地提取并重構3D微血流分布的光學相干斷層血管造影裝置及方法，并實現快速成像。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種光學相干斷層血管造影裝置，包括高速掃頻激光光源、環流器、光纖耦合器、第一偏振控制器、準直透鏡、匯聚透鏡、平面反射鏡、第二偏振控制器、手持式探測臂、平衡探測器、數據采集卡、信號處理系統；

所述環流器通過光纖分別與高速掃頻激光光源、光纖耦合器和平衡探測器連接，光纖耦合器通過光纖分別與平衡探測器、準直透鏡和手持式探測臂連接；光纖耦合器和準直透鏡之間設有第一偏振控制器，連接光纖耦合器和第一準直透鏡的光纖扭繞在第一偏振控制器上；光纖耦合器和手持式探測臂之間設有第二偏振控制器，連接光纖耦合器和手持式探測臂的光纖扭繞在第二偏振控制器上；準直透鏡、匯聚透鏡和平面反射鏡順次共光軸設置，數據采集卡通過信號傳輸線分別與高速掃頻激光光源、平衡探測器和信號處理系統連接。

進一步地，所述高速掃頻激光光源發出掃頻光，通過光纖進入環流器，再通過光纖進入光纖耦合器，光纖耦合器將掃頻光分為兩束：一束掃頻光進入準直透鏡，經準直透鏡準直后，準直光射入匯聚透鏡，經匯聚透鏡匯聚到平面反射鏡上，再由平面反射鏡反射，沿原路返回光纖耦合器；另一束掃頻光進入手持式探測臂照射到皮膚樣品上，皮膚樣品的后向散射光沿原路返回光纖耦合器；光纖耦合器中的皮膚樣品的后向散射光和平面反射鏡的反射光在光纖耦合器發生干涉，干涉光再分為兩束：一束干涉光進入環流器，然后從環流器中出射并進入平衡探測器的正輸人端；另一束干涉光通過光纖直接進入平衡探測器的負輸人端。