[發明專利]一種基于光學多普勒成像的口腔軟組織的檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010022489.8
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111000532A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 張余寶;朱羿叡;劉嚴歡;謝成峰;史久林;何興道
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/026
• 代理公司: 南昌智旭知識產權代理事務所(普通合伙) 36138
• 代理人: 周超

本發明提供一種基于光學多普勒成像的口腔軟組織的檢測裝置及方法，其采用中心波長為1310nm的掃頻激光器搭建的光纖型邁克爾遜干涉儀硬件系統和相位分辨算法軟件系統，可實現生物組織三維結構和微血管血液流速的成像檢測。具體實現過程是干涉儀樣品臂和參考臂的背向散射光在耦合器處產生干涉信號，用光電平衡探測器對干涉信號進行接收，由12位數據采集卡進行數據采集，采用相位分辨算法進行信息處理，再進行圖像重建就可以得到樣品結構圖像以及微血管的血液流速結果，并將這些信息應用于醫生對口腔疾病的臨床診斷和后期治療過程檢測，可以實現口腔軟組織疾病對其本身的三維結構和微血管血液流速的影響過程監測，從而大大提高口腔疾病的治療成功率。

技術領域

本發明涉及一種口腔軟組織檢測裝置，具體一種基于多普勒光學相干層析成像技術的口腔軟組織檢測裝置及方法。

背景技術

口腔軟組織疾病(如粘膜病，牙齦癌，顎裂等)對應的臨床表征(如組織結構潰瘍，血液流速，生物力學性質等)是臨床上口腔軟組織檢測的主要對象，通過對口腔軟組織檢測成像及其對應的相關臨床表征參數的采集、檢測和分析可以幫助獲取口腔軟組織疾病的發病機制及影響結果。而疾病影響機制研究是認識、治療和預防口腔軟組織疾病的重要手段，在臨床疾病預防、檢測、治療效果監測等方面都有重大意義，因此口腔軟組織疾病的非接觸無損傷的檢測被世界上許多研究人員列為臨床醫學領域的重要課題。

口腔軟組織疾病對組織血管內血液流速的影響缺少相應的研究，也沒有相對應的實驗驗證，但這恰恰是臨床上預防疾病和治療效果監測的重要手段，因為許多疾病對組織細胞水平的影響要先于對結構的影響。臨床上的許多疾病在前期并不會表現出對組織結構的破壞，但是內部的血液流速卻是因為疾病的出現發生改變。因此，對口腔軟組織血液流速的檢測能夠在疾病發生的最早期發現相關的異常。

另外，臨床上對疾病的治療效果只能通過結構上宏觀的檢查進行判斷，無法從組織病理學的角度給出明確的結果。因此通過對組織內部血液流速的檢測以及表面結構的三維成像，可以更精確的獲取有關的治療效果。

發明內容

本發明作為一種口腔軟組織檢測裝置，該方法的具體實現過程是干涉儀樣品臂和參考臂的背向散射光在光耦合器處產生干涉信號，然后采用光電平衡探測器對干涉信號進行接收，由計算機驅動的12位數據采集卡進行數據采集，進而基于相位分辨算法對干涉信號進行信息處理和圖像重建，就可以同時得到樣品的組織結構層析圖像以及微血管的血液流速圖像，進一步得到不同疾病對口腔組織的影響以及對內部血管血液流速的影響，并將這些信息應用于醫生對口腔疾病的臨床診斷和后期治療過程檢測，可以實現口腔軟組織疾病對其本身的三維結構和微血管血液流速的影響過程監測，從而大大提高口腔疾病的治療成功率。

基于光學多普勒成像的口腔軟組織的檢測裝置，包括掃頻激光器、一分二90:10光耦合器、光環形器一、三槳偏振控制器一、散射補償器一、聚焦透鏡、介質膜反射鏡、光環形器二、三槳偏振控制器二、色散補償器二、二維掃描振鏡、掃描透鏡、光電平衡探測器、位數據采集卡、計算機。

具體實現過程是由掃頻激光器發出中心波長為1310nm，帶寬為100nm的光束，經過一分二的光纖耦合器分為10:90兩束光，分別進入光環形器一和光環形器二；其中光環形器一10％的光經過三槳偏振控制器一和散射補償器一被聚焦透鏡聚焦到介質膜反射鏡，然后按原光路反射到光環形器一出射，其中經過色散補償器一和三槳偏振控制器一的調制補償用以匹配樣品光，從而形成本系統的參考光路。另一束90％的光經過光環形器二之后，經三槳偏振控制器二和色散補償器二，入射到二維掃描振鏡后，由計算機驅動掃描，可以實現樣品光的橫向掃描，而后被掃描透鏡聚焦到檢測樣品處，光與樣品發生作用之后，背向散射光被掃描透鏡聚焦并沿光路返回，經過散射補償器二和三槳偏振控制器二，使得樣品光和參考光匹配，經光環形器二出射后和參考光的返回光在二分二光耦合器處發生干涉，干涉信號被光電平衡探測器探測接收，由12位數據采集卡進行數據采集，然后經過計算機運行的相位分辨算法進行信息處理和傳遞，然后進行圖像重建，就可以同時得到樣品的組織結構層析圖像以及微血管的血液流速圖像。