[发明专利]用于分析样本的装置及方法

说明书

提供用于使用分散结构化照明的共焦显微镜的方法与装置。在某些实施方式中，装置还包括光学相干断层扫描(OCT)系统，并且使用利用共焦显微镜系统获取的两个或多个更大区域图像的相应集合配准从样本的两个或多个区域获取的OCT图像。在优选实施方式中，装置适合用于分析眼睛的视网膜。共焦显微镜系统能够在纯强度模式或相干模式下操作。在其他实施方式中，使用分散结构化照明的共焦显微镜系统用于表面计量。

技术领域

本发明涉及一种用于使用分散结构化照明的共焦显微镜的装置与方法，具体地，用于配准共同获取的光学相干断层扫描(OCT)图像的装置与方法。然而，应当理解，本发明并不局限于该具体领域的使用。

相关申请

本申请要求保护于2016年7月1日提交的题为“用于使用分散结构照明的共焦显微镜的装置和方法”的澳大利亚临时专利申请No2016902602的优先权，通过引用将其内容结合在此。

背景技术

贯穿本说明书中讨论的现有技术不得以任何方式被视为对该现有技术已广为人知或构成本领域公知常识的一部分的认可。

光学相干断层扫描(OCT)是一种广泛使用的干涉技术，用于使用抱在包含在反射或散射光的振幅和相位内的信息来通过横向和深度分辨率研究诸如人眼等体内组织中包括的生物样本。OCT系统通常利用迈克逊(Michelson)干涉仪配置，即，采用两种主要的解决方案：时域OCT和谱域OCT。

在时域OCT中，通过利用由同一来源提供、但具有时变路径长度的参考光束对从样本反射的光进行干扰而使用诸如具有若干微米的相干长度的超高亮发光二极管(SLED)等部分相干源的相干性质。在与参考臂的路径长度延迟对应的样本的特定深度处，将在组合的反向反射信号中检测边缘的干扰包络，以允许重构深度维度的反射曲线。通常，每次仅针对单一的采样点完成此操作，并且已知深度的对应扫描作为‘A-扫描’。

代替扫描延迟线，谱域OCT技术通过利用作为波长的时变函数的参考光束进行干扰(扫描源OCT)或通过利用光栅或其他光谱解多路复用器分散不同的波长并且同时沿着检测器阵列对其进行检测而分析反射光。谱域信息是空间(深度)反射曲线的傅里叶变换，因此，通过快速傅里叶变换(FFT)能够恢复空间曲线。一般而言，因为具有-20dB至30dB的灵敏度优势，所以优选谱域OCT系统、而非时域OCT系统。

通过在一个轴上相对于样本扫描样本光束，可以将OCT技术适配成提供横向分辨的‘B-扫描’，或通过在两个轴上扫描而提供‘C-扫描’。无论扫描类型如何，通常需要快速采集，尤其用于减少体内样本的运动导致的缺陷，并且通过包括快速扫描源扫描速率与光电探测器阵列读出速度的若干领域的进步，快速获取在过去的20至25年已经得到了极大地改善。然而，激光安全条例提供了扫描点方案的基本局限性(尤其对于体内应用)：减少停留时间，以增加扫描速度，而不能够增加不可避免地降低信噪比的应用功率。

因此，还研究了‘并行化的’OCT系统，其中，利用横向分辨率探测扩展的样本区域，或同时探测一系列样本点。例如，通过利用题为‘用于获取使用CCD检测阵列而无需横向扫描器的方法和装置’的美国专利号5,465,147中描述的CCD相机和成像光学而相对简单地并行化时域OCT。这利用了通过扫描如时域OCT中常见的参考镜子所提供的深度分辨率而提供二维(2-D)对开面部图像。