[发明专利]一种光学相干层析扫描装置

说明书

本发明公开了一种光学相干层析扫描装置，包括：扫频激光光源、第一光纤耦合器、光学延迟线、环形器、准直透镜、液体透镜、扫描振镜、扫描透镜、第二光纤耦合器、平衡探测器和计算机；扫频激光光源与第一光纤耦合器的第一接口连接，第一光纤耦合器的第二接口与光学延迟线的输入端连接，光学延迟线的输出端与第二光纤耦合器的第一接口连接，第一光纤耦合器的第三接口与环形器的输出端连接，环形器的第一输出端与第二光纤耦合器的第二接口连接，第二光纤耦合器的第三接口与平衡探测器的正输入端连接。通过液体透镜在检测表面不平整的样品时能够更准确地聚焦，提高系统的成像分辨率，完成较大的光学成像视场。本发明主要用于光学成像技术领域。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别涉及一种光学相干层析扫描装置。

背景技术

光学相干层析成像(optical coherence tomography,OCT)是20世纪90年代逐步发展而成的一种新的三维层析成像技术。OCT基于低相干干涉原理获得深度方向的层析能力，通过扫描可以重构出生物组织或材料内部结构的二维或三维图像，其信号对比度源于生物组织或材料内部光学反射(散射)特性的空间变化。该成像模式的核心部件包括宽带光源、迈克尔逊干涉仪和光电探测器，其轴向分辨率取决于宽带光源的相干长度，一般可以达到1-20μm，而横向分辨率与普通光学显微镜类似，决定于样品内部聚焦光斑的尺寸，一般也在微米量级。OCT具有非接触、非侵入、成像速度快(实时动态成像)、探测灵敏度高等优点。目前，OCT技术已经在临床诊疗与科学研究中获得了广泛的应用。

OCT的基本结构是低相干干涉仪，也就是将宽带光源分成参考光和样品光两部分，当反射回的参考光和样品不同层面的反向散射光光程差符合宽带光源的相干长度时，即得到光学干涉图像。OCT系统采用光源的相干长度通常很小，在10μm左右，因此能提供高分辨率的生物组织信息。根据干涉图谱和图像重建理论，OCT系统可以分为两种：时域OCT(TDOCT)和傅里叶域OCT(FDOCT)。时域OCT是第一代OCT系统，通常在参考臂使用扫描振镜实现A线轴向扫描，受到扫描振镜扫描能力的制约，时域OCT系统的A线成像速率通常只能达到2kHz以内，而且病人在检测过程中的移动会严重影响高清3D组织结构图的获取。因此TDOCT系统多用于人体组织的2D截面图成像，例如皮肤、视网膜和角膜等。由于傅里叶域OCT系统具有更高的成像速率和灵敏度，并实现了生物组织深度信息的可视化，从而在OCT系统中迅速占据了主导地位。傅里叶域OCT系统的A线成像速率可达到几十kHz甚至更高，在在体实验中实现了人类角膜的3D成像，为成像领域的综合量化分析提供了更多的可能性。根据干涉检测方法的不同，傅里叶域OCT可以进一步分为频域OCT(SDOCT)和扫频OCT(SSOCT)。频域OCT使用宽带光源和高速光谱仪获得干涉图像，扫频OCT使用扫频激光器和光电探测器来检测干涉图像。相比之下，扫频OCT具有更高的灵敏度、检测深度和成像速率，而频域OCT的相位稳定性更高，在很多应用中能提供更准确的检测结果。基于光学相干层析扫描技术，研究人员提出了光学相干层析血管造影术(OCTA)，在不注射造影剂的情况下获得不同组织层的小血管网络信息，作为一种新的检测手段，在某些疾病检测中可以替代荧光造影术而受到关注。

现有的手持式傅里叶域OCT系统，由于频域OCT系统A线速率相对较低，从而限制了OCTA在这些系统中的应用，在检测过程中，系统的可操作性和图像质量也不是十分理想。现有的手持式扫频OCT同样具有视场范围小、检测区域不便于观察、基于结构成像的OCT图像信息单一、对不平滑组织表面检测效果差等不足。

发明内容

本发明目的在于提供一种光学相干层析扫描装置和系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。