[發明專利]增加掃頻光學相干層析成像系統成像深度范圍的方法

在審

• 申請號: 201811035526.8
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109157187A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 王瑄;李中梁;王向朝;南楠;步揚;曾愛軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: A61B3/10
• 分類號: A61B3/10;G01N21/84
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種增加掃頻光學相干層析成像系統成像深度范圍的方法。該方法通過高速采集時間等間隔的系統干涉信號，并將該時間等間隔的系統干涉信號標定為波數等間隔的系統干涉信號以增加系統的成像深度范圍。高速采集的速率越大，一個光譜范圍內的采樣點數就越多，系統的成像深度范圍也越大。數據處理中，利用在掃頻光學相干層析成像系統中引入的光程差為固定值的干涉信號，將高速采集的時間等間隔的系統干涉信號標定為波數等間隔的系統干涉信號。本發明的實現方式結構簡單，易于操作，降低了系統成本和復雜性。

技術領域

本發明涉及頻域光學相干層析成像(Fourier Domain Optical CoherenceTomography，簡稱FDOCT)，特別是一種增加掃頻光學相干層析成像系統成像深度范圍的方法。

背景技術

目前越來越多的人受到眼科疾病的影響，如遠近視、青光眼、老年性黃斑變性和糖尿病視網膜病等，而這些眼科疾病早期的癥狀主要體現在眼睛結構和形狀的變化。因此，獲得高分辨率的全眼信息，如角膜、晶狀體及視網膜厚度等結構與眼軸長度，對眼科疾病的診斷具有十分重要的意義。

光學相干層析成像(Optical Coherence Tomography，以下簡稱為OCT)是一種通過探測樣品背向散射光的強度來獲取樣品不同深度結構信息的生物醫學光學成像技術，具有非侵入、分辨率高、可在體檢測生物組織內部微結構信息等特點。1991年，美國麻省理工學院的J.G.Fujimoto和D.Huang等人首先提出了此概念，并對視網膜和冠狀動脈進行了離體成像。目前OCT技術已被廣泛應用于眼科、皮膚科、心血管等領域的臨床診斷和研究。

OCT可分為時域OCT(Time Domain OCT，TDOCT)和頻域OCT(Fourier Domain OCT，FDOCT)，而頻域OCT又可分為基于光譜儀的頻域OCT(Spectral Domain OCT，SDOCT)和基于掃頻光源的頻域OCT(又稱掃頻光學相干層析成像，Swept source OCT，SSOCT)。與SDOCT相比，SSOCT具有更慢的靈敏度下降曲線、更大的成像范圍、更高的探測效率。基于以上諸多有點，SSOCT已成為主要的研究方向。

考慮人眼的折射率以及疾病的影響，人眼的眼軸長度通常大約幾十毫米。因而利用SSOCT進行眼軸長度測量時，系統的成像深度范圍越大越好。然而，在SSOCT系統中，受掃頻光源時鐘信號的采樣點數限制，其成像范圍僅幾個毫米；而且系統存在的復共軛鏡像也會使得系統成像深度范圍縮小為原來的一半，進一步限制了SSOCT系統的成像深度范圍。因此，在測量人眼結構和眼軸長度的應用中，SSOCT系統的成像深度范圍成為主要制約因素。目前，增加成像深度范圍的方法主要是硬件的方式，可以分為三類，分別是：

1)消除復共軛鏡像獲得全深度成像范圍。該方法主要是在系統中增加或替換一個硬件，如聲光調制器或3*3光纖耦合器等消除鏡像，獲得全深度成像范圍，成像范圍增加了一倍(參見在先技術[1]，J.Jing,J.Zhang,A.C.Loy,B.J.F.Wong,and Z.Chen,“High-speedupper-airway imaging using full-range optical coherence tomography,”J.Biomed.Opt.17(11),110507,2012，和在先技術[2]M.Sarunic,M.A.Choma,C.Yang,J.A.Izatt,Instantaneous complex conjugate resolved spectral domain and swept-source OCT using 3x3fiber couplers,Optics express,13(2005)957-967)；