[发明专利]使用OCT光源和扫描光学器件的二维共焦成像

说明书

技术领域

本发明涉及光学成像和诊断设备。本发明提供了一种同时记录光学相干断层扫描(OCT)图像和共焦激光扫描检眼镜(CSLO)图像的设备。

背景技术

在生理组织的光学成像中，尤其是活人的眼睛，最几年已经示出，光学相干断层扫描(OCT)和共焦扫描激光成像系统具有特别的独立的优点。

共焦扫描激光成像已经成功地应用于视网膜成像，并且现在成像视网膜的组织结构中由眼科医师较好地接受(例如，参见Sharp,P.F.et al.(2004).The scanning laser ophthalmoscope-a review of its role in bioscience and medicine.Physics in Medicine and Biology 49(7):1085-1096)。共焦扫描激光检眼镜(CSLO)的深度分辨率通过共焦光学器件的聚焦深度确定，并且因此，其通常具有近似300微米的轴向分辨率。

相比于CSLO，OCT的轴向分辨率通过所使用光源的相干长度确定，并且因此能够提供更高的轴向成像分辨率-以10微米的等级。OCT对于诊断是尤其有用的，该诊断需要高深度分辨率断层图像(Fujimoto,J.G.et al.(2000).Optical coherence tomography:an emerging technology for biomedical imaging and optical biopsy.Neoplasia 2(1-2):9-25；Rollins,A.M.et al.(2002).Emerging clinical applications of optical coherence tomography.Optics and Photonics News 13(4):36-41；Fujimoto,J.G.(2003).Optical coherence tomography for ultrahigh resolution in vivo imaging.Nature Biotechnology 21(11):1361-1367)。

虽然OCT在关注的空间上测量光学反射率，但是已经努力使用数据产生其看起来像来自检眼镜的视网膜图像的正前图像(en-face image)(Podoleanu,A.G.et al.(1997).Simultaneous en-face imaging of two layers in the human retina by low-coherence reflectometry.Optics Letters 22(13):1039-1041；Podoleanu,A.G.et al.(1998).En-face coherence imaging using galvanometer scanner modulation.Optics Letters 23(3):147-149)。原则上，OCT能够用于在覆盖关注空间的一密集组的点处测量光学反射率，并且然后OCT数据能够被降低以模仿通过CSLO或另一检眼镜看出的正前图像。在一种方法中，除了OCT图像之外，OCT信号被用于同时创建具有类似于CSLO图像的外观的组织结构图像。能够沿着深度尺寸通过将多个OCT信号集成或迭加在彼此顶部完成此。结果是基于对于每个横向像素的平均的总深度反射率的正前图像(Hitzenberger,C.K.et al.(2003).Three-dimensional imaging of the human retina by high-speed optical coherence tomography.Optics Express 11(21):2753-2761)。生成像CSLO图像的另一种方法使用不同相干长度的多个光源。这允许不同深度分辨率的多个OCT图像的同时生成。又一方法使用OCT信号的低通电子过滤器以提取像CSLO的图像。

然而，从OCT数据生成的这些在正前图像具有多个缺点。具体地，图像质量通常劣于传统共焦图像。OCT收集光学器件比CSLO收集光学器件总体上收集从样本返回的更少的光。如在本领域已知的，OCT是干扰类技术，所以仅空间相干有助于信号。从样本返回的光也经常收集在单模光纤中。或因为其落在光纤核心外部或因为其以陡峭角度进入，所以未耦合至单模的反射光被反射。通过，这样反射从样本反射的绝大多数光。此外，通常通过OCT扫描光学器件的速度限制这类正前图像的帧率。