[發明專利]掃頻源光學相干斷層掃描成像系統

在審

• 申請號: 202110444258.0
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113545743A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 米格爾·安吉爾·普雷西亞多;利霍·瓦魯格斯查科
• 申請（專利權）人: 奧普托斯股份有限公司
• 主分類號: A61B3/10
• 分類號: A61B3/10;A61B5/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張少波;楊明釗

本申請涉及掃頻源光學相干斷層掃描成像系統。一種用于對對象(70)的區域(90)成像的掃頻源OCT成像系統包括：生成不同波長的光束(80)的掃頻光源(10)；使光束跨對象掃描的掃描元件(40)；通過將由對象散射(由于掃描)的光與參考光組合來生成干涉光的干涉儀(410)；生成電信號(S)的光電探測器(50)，該電信號(S)具有跨越頻帶并且由散射光與參考光的干涉引起的頻率分量；帶通濾波器模塊(420)，其對電信號進行帶通濾波；以及樣本采集模塊(440)，其對濾波后的電信號進行采樣。帶通濾波器模塊從電信號中提取跨越該頻帶的頻率分量中的至少一些。樣本采集模塊對濾波后的電信號進行帶通采樣。

技術領域

本文的示例方面通常涉及光學相干斷層掃描(OCT)成像系統領域，更具體地，涉及掃頻源OCT成像系統。

背景

掃頻源OCT是傅立葉域OCT的一種形式，根據這種OCT，通過對檢測到的干涉信號進行傅立葉分析，可以獲得視網膜或眼睛其他部分的反射率深度剖面(reflectivity depthprofile)。這種成熟的技術已經被用于各種不同的領域，例如用于眼睛成像(ocularimaging)、血管內成像、腫瘤學(例如，腹腔鏡OCT、內窺鏡OCT和支氣管鏡OCT)、皮膚病學(對皮膚組織成像)和牙科等的醫學領域。掃頻源OCT還具有各種非醫學應用，例如無損檢測(NDT)、材料厚度測量(例如半導體晶片的厚度測量)、表面粗糙度表征、表面和橫斷面成像以及體積損失測量。

圖1是用于對眼睛的視網膜成像的傳統眼科掃頻源OCT成像系統的示意圖。圖示的掃頻源OCT成像系統具有干涉儀，該干涉儀包括掃頻光源(swept light source)10、分束器20、參考鏡(reference mirror)30、掃描元件40、光電探測器50和樣本采集模塊60。由掃頻光源10生成的光束被分束器20分成兩個光束，第一個光束沿著干涉儀的參考臂(referencearm)被引導到參考鏡30，以及第二個光束沿著干涉儀的樣本臂(sample arm)被引導到受驗者眼睛70的視網膜。控制掃描元件40以將樣本臂中的光束80引導至眼睛70的目標掃描區域90，并將來自眼睛70的背向散射光引導回到干涉儀中。沿著參考臂和樣本臂行進的背向反射光然后在光電探測器50處組合，以生成干涉光信號。對于目標掃描區域90中的每個掃描位置，由掃頻光源10(該掃頻光源通常以可調諧激光器或具有窄線寬的其他光源的形式被提供)產生的光的波長快速掃掠(sweep)過一個波長范圍，并且在掃掠期間由光電探測器50檢測所生成的干涉光信號。光電探測器50的輸出(即干涉圖95，如圖1中示意性所示)被樣本采集模塊60采樣，以及然后計算采樣電信號的傅立葉逆變換，以獲得A掃描數據(A-scandata)，A掃描數據提供關于視網膜在深度方向上的結構的信息。因此，對于目標掃描區域90中的每個掃描位置，可以使用單個波長掃掠來采集A掃描(A-scan)。

概述

根據本文的第一示例方面，提供了一種用于對對象的區域成像的掃頻源光學相干斷層掃描OCT成像系統，該系統包括被布置成生成波長隨時間變化的光束的掃頻光源和被布置成使光束跨對象掃描的掃描元件。掃頻源OCT成像系統還包括干涉儀，該干涉儀具有樣本臂和參考臂，并且被布置成在使用掃頻源OCT成像系統的期間，通過將由于光束跨對象掃描而被對象的區域散射并沿著樣本臂傳播的光與來自沿參考臂傳播的光束的光組合，從而生成干涉光信號。掃頻源OCT成像系統還包括光電探測器，該光電探測器被布置成接收干涉光信號并生成指示干涉光信號的電信號，該電信號包括跨越(spanning)一個頻帶的頻率分量，其中該頻率分量是由被對象區域散射并沿著樣本臂傳播的光與來自沿著參考臂傳播的光束的光的干涉引起的。掃頻源OCT成像系統還包括帶通濾波器模塊和樣本采集模塊，帶通濾波器模塊被布置成通過對電信號進行帶通濾波來生成濾波后的電信號，樣本采集模塊被布置成采集濾波后的電信號的樣本。掃頻源OCT成像系統包括控制模塊，該控制模塊被布置成設置帶通濾波器模塊的通帶，使得帶通濾波器模塊從電信號中提取跨越該頻帶的頻率分量中的至少一些，該控制模塊還被布置成設置樣本采集模塊的采樣率，使得樣本采集模塊對濾波后的電信號進行帶通采樣，以采集濾波后的電信號的樣本集，從而生成表示對象區域的圖像的OCT圖像數據。