[發明專利]緊湊成像系統及其方法

在審

• 申請號: 201880047441.3
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN110913755A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 赫雷貝什·莫利·蘇布哈什
• 申請（專利權）人: 高露潔-棕欖公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B3/10;G01J3/45;G01B9/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 鄭斌;張福譽

本發明提供了一種成像系統，其可包括：掃描頭，所述掃描頭光耦合到光源，并且被配置成將光從所述光源掃描到標本的一部分上并接收從所述標本的所述部分反射的光；干涉儀，所述干涉儀光耦合到所述光源和所述掃描頭，以使用來自所述光源的光和從所述標本的所述部分反射的光來接收和生成干涉輸出；掃描光譜儀，所述掃描光譜儀光耦合到所述干涉儀以接收所述干涉輸出，并生成掃描輸出，所述掃描輸出具有比由所述光源生成的光的光譜窄的光的子光譜；以及檢測器，所述檢測器光耦合到所述掃描光譜儀以檢測所述掃描輸出，并從所檢測的掃描輸出生成檢測器信號。

背景技術

作為一種多功能臨床診斷和監測技術，光學相干斷層掃描(OCT)已成為許多醫學領域，包括眼科學、皮膚病學、牙科學、胃腸內窺鏡檢查、血管內成像和腫瘤學等公認的工具。OCT是一種強大的工具，用于在高資源設置中實時提供基于圖像的數據，以幫助診斷、篩選和治療監測。然而，存在幾個臨床和非臨床設置，包括個人護理應用，其中OCT和其提供的成像能力將是有益的。目前，OCT是使用頻域(FD)(例如，光譜域OCT和掃掠源OCT)或時域(TD)來實現的，這些方法用于獲取和解釋來自生物和非生物標本的干涉信號。雖然每種方法呈現不同的優點，但是現有的OCT系統不管方法如何，大都體積龐大且需要添加昂貴的光學和電子外圍設備，以滿足預期目的的需求。此外，現有系統往往需要復雜光學器件的精確對準，且這種需要可使它們對于護理點和個人護理環境非常不切實際。

使用FD方法且在范圍從約900nm至1800nm的短波紅外(SWIR)波長下操作的OCT系統對于導致高度散射的組織的次表面成像是優異的。由于掃描光的穿透深度增加，這樣的系統通常受散射影響較小。采用FD方法的一些OCT系統使用掃掠源技術，且此技術需要高度復雜且昂貴的SWIR激光器和高速數字化器以進行實施。

采用TD方法的OCT系統需要帶掃描參考臂的復雜干涉儀來生成干涉信號。此類干涉儀可顯著增加OCT系統的總費用和復雜性。

采用光譜域(SD)方法的OCT系統具有其自身的缺點。此類系統通常需要體積龐大且昂貴的光譜儀與復雜InGaAs(銦鎵砷)線性陣列檢測器組合。另外，InGaAs線性陣列檢測器不僅需要復雜的冷卻系統，而且還需要復雜的預處理算法來校正否則將在圖像中發現的傳感器固有異常。因此，這些類型的OCT系統不僅體積龐大，而且制造昂貴，實施和使用也昂貴。

鑒于某些環境的現有OCT系統不實用，需要一種具有成本效益的、緊湊的且易于使用的OCT平臺，其可容易地用于個人和護理點的診斷應用。此OCT平臺可實現對患者的快速且精確診斷和監測，同時還降低與醫療保健服務相關聯的成本和時間。

發明內容

根據本公開的示例性實施例涉及對圖像標本采用光學相干斷層掃描(OCT)的成像系統和方法。成像系統采用掃描頭、干涉儀和掃描光譜儀。掃描光譜儀從掃描頭和干涉儀接收輸入，并且從掃描光譜儀輸出的信號被檢測和分析以產生標本的圖像。該系統可用于對任何類型的標本(包括人體的硬組織或軟組織)進行成像，并且其具有以成本有效的方式對任何其他類型的標本(例如，任何有機或無機固體或半固體標本)成像的另外應用。成像方法包括以下步驟：使用掃描頭和來自光源的光來掃描標本；處理通過干涉儀、通過掃描光譜儀從標本反射的光；以及接著在檢測器處檢測從掃描光譜儀出現的光，以生成檢測器信號。然后可以處理檢測器信號以生成標本的圖像。所述方法還可以包括實時地將所生成的圖像傳送給用戶。

在一個方面，本發明可以是一種成像系統，包括：掃描頭，所述掃描頭光耦合到光源，并且被配置成將光從所述光源掃描到標本的一部分上并接收從所述標本的所述部分反射的光；干涉儀，所述干涉儀光耦合到所述光源和所述掃描頭，以使用來自所述光源的光和從所述標本的所述部分反射的光接收和生成干涉輸出；掃描光譜儀，所述掃描光譜儀光耦合到所述干涉儀以接收所述干涉輸出并且生成掃描輸出，所述掃描輸出具有比由所述光源生成的光的光譜窄的光的子光譜；以及檢測器，所述檢測器光耦合到所述掃描光譜儀以檢測掃描輸出，并且從所檢測的掃描輸出生成檢測器信號。