螺旋扫描共路干涉型内窥扫频OCT实时成像方法及系统

摘要

一种螺旋扫描共路干涉型内窥扫频光学相干层析(OCT)实时成像方法及系统。把分光器件和参考镜置于探头内部从而使系统在整体上构成共路干涉结构，运用一个安装在探头内部的微型电机来实现照明聚焦光束的平稳螺旋扫描，采用无需沿样品深度方向进行机械扫描运动的扫频OCT技术来达到快速成像的目的；最后通过对采集到的干涉信号进行一系列数字信号处理来得到被测样品的三维图像。本发明具有对各种干扰不敏感、探头即插即用、实时三维成像、图像失真少、和减少病变漏检等特点。

主权项

螺旋扫描共路干涉型内窥扫频OCT实时成像方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，计算机控制扫频光源进行波长λ的等间隔快速扫描，并同步触发平衡探测器采集干涉信号并传输至计算机进行处理；第二步，计算机同时驱动旋转电机带着照明光束对样品横向扫描一周，得到一帧图像，由平衡探测器采集到的干涉信号记为Ii1(k，ci，z1)，i＝1～N，N为沿螺旋运动的圆周方向c的采样点数，波数k＝2π/λ，z为螺旋运动的直线方向坐标；第三步，对干涉信号Ii1(k，ci，z1)进行插值处理使之成为波数k空间的均匀采样函数，记为I′i1(k，ci，z1)；第四步，对I′i1(k，ci，z1)进行关于波数k的快速傅里叶逆变换，得到关于样品深度位置a的函数Ii1(a，ci，z1)＝δi1(a，ci，z1)+ACi1(a，ci，z1)+Si1(a，ci，z1)+Mi1(‑a，ci，z1)，其中：δi1(a，ci，z1)为直流背景项，ACi1(a，ci，z1)为自相关项，Si1(a，ci，z1)为有用的样品信号项，Mi1(‑a，ci，z1)为镜像项；第五步，将函数Ii1(a，ci，z1)减去该帧图像均值后可滤除直流背景项δi1(a，ci，z1)；生物组织的自相关项ACi1(a，ci，z1)较弱，忽略不计；镜像项Mi1(‑a，ci，z1)由系统设计来保证与样品信号项Si1(a，ci，z1)在空间上分离，在输出显示时可直接舍弃；从而只得到有用的样品信号项Si1(a，ci，z1)；第六步，计算机驱动旋转电机继续扫描，得到沿螺旋运动的直线方向z的第j圈的干涉信号Iij(k，ci，zj)，i＝1～N，j＝1～M，M为平衡探测器沿螺旋运动的直线方向z的采样点数；第七步，重复上述第三步至第五步，即可得到样品的三维图像S(a，c，z)。