一种基于碳纳米管的光学相干层析成像方法和装置制造方法及图纸

一种基于碳纳米管的光学相干层析成像方法和装置，该方法包括：将碳纳米管溶液在成像目标中渗透，使得所述碳纳米管溶液中的碳纳米管分布于所述成像目标的目标区域；激光照射在所述成像目标以获取所述成像目标的目标区域和所述非目标区域的图像，其中，所述目标区域内的碳纳米管吸收部分所述激光使得所述目标区域的图像在所述成像目标的深度方向的衰减度大于所述非目标区域的图像。上述的方法和装置对成像目标的目标区域渗透进碳纳米管，经过碳纳米管进行处理过的区域会因为碳纳米管吸收了大量的扫描激光能量，使该目标区域的反射光强降低，从而使用碳纳米管处理过的区域的信号大幅度降低，对光学相干层析成像对比度有较大的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳纳米管的光学相干层析成像方法和装置
本专利技术属于光学相干层析成像
，具体公开了一种基于碳纳米管的光学相干层析成像方法和装置。
技术介绍
光学相干层析成像技术(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。为了能呈现出更深的生物组织结构，OCT系统一般用穿透性强的近红外光作为光源。OCT能够为生物组织提供实时、无损、高分辨的三维层析图片，已经在多个医学领域有应用。然而，OCT在进行成像时，也存在着一些不足之处。以对肿瘤的诊断为例，由于肿瘤组织与周围正常组织的成分基本相近，因此，在OCT成像图中就很难看出正常与异常组织的区别。对比试剂可以增强OCT对肿瘤的探测灵敏度和特异性。碳纳米管(CNT)是一种管状的纳米级石墨晶体，是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管，每层的C是SP2杂化，形成六边形平面的圆柱面。碳纳米管，在近红外区域对激光能量具有强烈吸收效应。现在市场上用于提高OCT成像对比度的成像方法主要有两大类，分别是通过算法对采集到的数据进行处理提高成像对比度和使用物理方法直接提高采集到的信息的对比度(目标区域的信号值与非目标区域的信号值之比)。其中算法主要是传统的线性对比度拉升以及全局直方图均衡化，最近的自适应直方图均衡化以及自适应对比度增强。算法类方法都是先通过对用OCT采集到的信号进行图像分割处理，得到目标区域与非目标区域的信号区域，再分别对目标区域与非目标区域的信号进行不同的算法处理。提高目标区域的信号，抑制非目标区域的信号，以此来达到提高成像对比度。物理方法可以自由选择需要增强的区域，并且不用对OCT系统采集到的数据进行外加数据处理就可得到对比度较高的图像。这种用物理方法可在两个采集信息区域边缘差别较小的信号中准确的对目标区域或非目标区域进行处理，如对目标区域涂抹吸收扫描激光能量的物质。传统的方法虽然简单，但是都没有考虑到局部的信息，并且全局直方图均衡化还会产生使得一些噪音过度加强。最近的方法虽然较之传统的方法提高的对比度更高，但是对比度仍然不高。并且算法的方法都只能用在提高通过OCT采集到的两个信息区别较大的区域，对于原始信息的目标区域与非目标区域的信号区域边缘差别不大时就难以准确的提取两个信号区域以及实现对比度提高，甚至使图像失真。物理方法得到的图像并不能完全的提高目标区域的信号值或抑制非目标区域的信号值，并且某些物理方法的处理过程耗时、繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于碳纳米管的光学相干层析成像方法和装置，旨在解决现有光学相干层析成像中非目标区域对扫描激光具有较强的反射使得到的图像中非目标区域的信号值过高而导致信噪比低，成像效果差的缺陷。为此，本专利技术提供了一种基于碳纳米管的光学相干层析成像方法，包括：将碳纳米管溶液在成像目标中渗透，使得所述碳纳米管溶液中的碳纳米管分布于所述成像目标的目标区域；激光照射在所述成像目标以获取所述成像目标的目标区域和所述非目标区域的图像，其中，所述目标区域内的碳纳米管吸收部分所述激光使得所述目标区域的图像在所述成像目标的深度方向的衰减度大于所述非目标区域的图像。优选地，制备所述碳纳米管溶液包括以下步骤：将所述碳纳米管加入到磷脂化聚乙二醇溶液中进行超声波照射，使碳纳米管溶解；将溶解后得到的悬浮液进行离心处理，取溶液中的上清液；对所述上清液多次过滤以去除磷脂化聚乙二醇，得到所述碳纳米管溶液。优选地，所述磷脂化聚乙二醇溶液的浓度为10mg/mL。优选地，所述超声波照射时间为6小时。优选地，对所述悬浮液进行离心处理的时间为1小时。优选地，将碳纳米管溶液注射至成像目标后，等待所述碳纳米管溶液在所述成像目标中渗透。优选地，所述碳纳米管溶液在所述成像目标中渗透的时间为1小时。优选地，所述成像目标为生物组织。一种基于碳纳米管的光学相干层析成像装置，包括：碳纳米管溶液渗透模块，用于将碳纳米管溶液在成像目标中渗透，使得所述碳纳米管溶液中的碳纳米管分布于所述成像目标的目标区域；成像模块，用于将激光照射在所述成像目标以获取所述成像目标的目标区域和所述非目标区域的图像，其中，所述目标区域内的碳纳米管吸收部分所述激光使得所述目标区域的图像在所述成像目标的深度方向的衰减度大于所述非目标区域的图像。优选地，所述碳纳米管溶液通过以下方法制得：将所述碳纳米管加入到磷脂化聚乙二醇溶液中进行超声波照射，使碳纳米管溶解；将溶解后得到的悬浮液进行离心处理，取溶液中的上清液；对所述上清液多次过滤以去除磷脂化聚乙二醇，得到所述碳纳米管溶液。与现有技术相比，上述的基于碳纳米管的光学相干层析成像方法和装置利用碳纳米管是对红外光谱反射率极低的特性，对成像目标的目标区域渗透进碳纳米管，经过碳纳米管进行处理过的区域会因为碳纳米管吸收了大量的扫描激光能量，使该目标区域的反射光强降低，从而使用碳纳米管处理过的区域的信号大幅度降低，这样目标区域与非目标区域的信号对比度大，对光学相干层析成像对比度有较大的提高。附图说明图1是基于碳纳米管的光学相干层析成像装置的结构示意图。图2是基于碳纳米管的光学相干层析成像装置的光路的结构示意图。图3是基于碳纳米管的光学相干层析成像方法的流程图。图4a是成像目标的样品目标区域的横截面图。图4b是成像目标在同一深度下的信号图。图4c是两个不同位置的深度信号图。图中：1--低相干宽带光源；2--光学环形器；3--90％反射的透镜；4--凸透镜；5--反射镜；6--1％反射的透镜；7--光功率检测器；8--二维振镜组；9--凸透镜；10--处理后的样品；11--承载台；12--光栅；13--凸透镜；14--线阵CCD相机。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步说明。在一些实施方式中，下述的成像目标优选为生物组织，例如动物肝脏等器官组织。OCT系统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。为了能呈现出更深的生物组织结构，OCT系统一般用穿透性强的近红外光作为光源。为了提高对比度，在一些实施方式中，采用抑制目标区域的信号的方法，利用碳纳米管是对红外光谱反射率极低的特性，对成像目标的目标区域用碳纳米管进行处理。经过碳纳米管进行处理过的区域(目标区域)会因为碳纳米管吸收了大量的扫描激光能量，使该目标区域的反射光强降低，从而使用碳纳米管处理过的区域的信号大幅度降低。图1是基于碳纳米管的光学相干层析成像装置的结构示意图。如图1所示，该基于碳纳米管的光学相干层析成像装置100包括碳纳米管溶液渗透模块110和成像模块120。碳纳米管溶液渗透模块110用于将碳纳米管溶液在成像目标中渗透，使得所述碳纳米管溶液中的碳纳米管分布于所述成像目标的目标区域。成像模块120用于将激光照射在所述成像目标以获取所述成像目标的目标区域和所述非目标区域的图像，其中，所述目标区域内的碳纳米管吸收部分所述激光使得所述目标区域的图像在所述成像目标的深度方向的衰减度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于碳纳米管的光学相干层析成像方法，其特征在于，包括：将碳纳米管溶液在成像目标中渗透，使得所述碳纳米管溶液中的碳纳米管分布于所述成像目标的目标区域；激光照射在所述成像目标以获取所述成像目标的目标区域和所述非目标区域的图像，其中，所述目标区域内的碳纳米管吸收部分所述激光使得所述目标区域的图像在所述成像目标的深度方向的衰减度大于所述非目标区域的图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于碳纳米管的光学相干层析成像方法，其特征在于，包括：将碳纳米管溶液在成像目标中渗透，使得所述碳纳米管溶液中的碳纳米管分布于所述成像目标的目标区域；激光照射在所述成像目标以获取所述成像目标的目标区域和所述非目标区域的图像，其中，所述目标区域内的碳纳米管吸收部分所述激光使得所述目标区域的图像在所述成像目标的深度方向的衰减度大于所述非目标区域的图像。2.如权利要求1所述的基于碳纳米管的光学相干层析成像方法，其特征在于，制备所述碳纳米管溶液包括以下步骤：将所述碳纳米管加入到磷脂化聚乙二醇溶液中进行超声波照射，使碳纳米管溶解；将溶解后得到的悬浮液进行离心处理，取溶液中的上清液；对所述上清液多次过滤以去除磷脂化聚乙二醇，得到所述碳纳米管溶液。3.如权利要求2所述的基于碳纳米管的光学相干层析成像方法，其特征在于，所述磷脂化聚乙二醇溶液的浓度为10mg/mL。4.如权利要求3所述的基于碳纳米管的光学相干层析成像方法，其特征在于，所述超声波照射时间为6小时。5.如权利要求4所述的基于碳纳米管的光学相干层析成像方法，其特征在于，对所述悬浮液进行离心处理的时间为1小时。6.如权利要求5所述的基于碳纳米管的光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟俊平，何镇楠，曾亚光，韩定安，岑臻涛，谭海曙，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44