一种磁动式光学相干层析成像系统及其磁场调制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种磁动式光学相干层析成像系统及其磁场调制方法。该系统包括包括OCT装置和磁调制装置，所述OCT装置包括控制系统、光信号收发模块、样品臂和参考臂，进入样品臂的光信号依次通过所述扫描振镜、准直和聚焦透镜组入射至所述样品台，所述样品台上的样品将经过双向磁场调制后的光散射后依次沿所述样品台、准直和聚焦透镜组、扫描振镜反射回来和参考臂反射回来的光进行干涉，所述干涉信号进入所述光信号收发模块，所述控制系统根据干涉信号进行数据处理后得到样品的结构图和样品运动状况的相位图。本发明专利技术提供的磁动式光学相干层析成像系统及其磁场调制方法，它既可以实现快速调制，也可以降低不必要的能耗，有效延长工作时间。

A magneto-dynamic optical coherence tomography system and its magnetic field modulation method

【技术实现步骤摘要】
一种磁动式光学相干层析成像系统及其磁场调制方法
本专利技术涉及磁动式光学相干层析成像系统
，特别是涉及一种磁动式光学相干层析成像系统及其磁场调制方法。
技术介绍
光学相干层析成像系统(OCT)是一种可以在临床和研究应用中提供高分辨率的横断面成像方法。磁动式光学相干层析成像系统(MM-OCT)是OCT的功能扩展，其原理就是利用OCT检测受外部磁场调制的组织内顺磁性纳米粒子(MNPS)运动状况，以实现对纳米粒子的示踪。根据MM-OCT理论，在施加外部调制磁场后，MM-OCT信号强度依赖于由外部磁场引起的MNPS的位移与速度。MM-OCT成像时，MNPS分布于生物组织内，其运动受组织的粘弹性限制。有效的磁场调制方法，可加快MNPS运动，进而提高系统信噪比和采集速度。题目为“Dual-coilmagnetomotiveopticalcoherencetomographyforcontrastenhancementinliquids”的期刊公开介绍了一种双线圈调制方法，两线圈同轴上下放置并交替施加驱动电流，即任一瞬时仅有一个磁场驱动MNPS运动，样品置于两线圈中间轴线附近，这种方法变被动恢复为主动，提高了调制速度和采集速度，增大了成像的信噪比。但是该方法双线圈由于互感造成的能耗很大，且电磁线圈在工作时会产热，如不进行水冷或其他降温措施，很难实现长时间工作。相较而言，静磁长能耗较小，适合长时间工作。
技术实现思路
本专利技术提供一种磁动式光学相干层析成像系统及其磁场调制方法，提供基于静磁场屏蔽的组织内顺磁性纳米粒子调制的方式，它既可以实现快速调制，也可以降低不必要的能耗，有效延长工作时间。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种磁动式光学相干层析成像系统，包括OCT装置和磁调制装置，所述OCT装置包括控制系统、光信号收发模块、样品臂和参考臂，所述光信号收发模块发送两路光信号，一路光信号进入所述样品臂，一路光信号进入所述参考臂，所述磁调制装置利用双静磁场交替屏蔽的方法实现对样品台上样品的双向磁场调制，所述样品臂包括扫描振镜、准直和聚焦透镜组、样品台，所述磁调制装置包括固定架、A磁棒、B磁棒、A扇叶盘、B扇叶盘、电机和电源装置，所述电源装置为所述电机提供电压，所述固定架的上端固定安装有所述A磁棒，所述固定架的下端设置有与所述A磁棒相对设置的B磁棒，所述固定架上还设置有所述样品台，所述样品台与所述B磁场位于同一侧，所述电机的输出轴上设置有所述A扇形盘和B扇形盘，所述A扇形盘和B扇形盘通过键槽周向定位在所述电机的输出轴上，所述A扇形盘设置在所述样品台和A磁棒之间，所述B扇形盘设置在所述样品台和B磁棒之间，进入样品臂的光信号依次通过所述扫描振镜、准直和聚焦透镜组入射至所述样品台，所述样品台上的样品将经过双向磁场调制后的光散射后依次沿所述样品台、准直和聚焦透镜组、扫描振镜反射回来和参考臂反射回来的光进行干涉，所述干涉信号进入所述光信号收发模块，所述光信号收发模块将所述干涉信号发射给所述控制系统，所述控制系统根据干涉信号进行数据处理后得到样品的结构图和样品运动状况的相位图。可选的，所述控制系统为数据处理器或电脑。可选的，所述扫描振镜包括X扫描振镜和Y扫描振镜。可选的，所述A扇叶盘和B扇叶盘采用的材质为铁镍合金板。可选的，所述A扇叶盘、B扇叶盘上均包括4个扇叶，所述A扇叶盘上相邻扇叶之间的夹角为45°，所述所述B扇叶盘上相邻扇叶之间的夹角为45°。一种磁动式光学相干层析成像系统的磁场调制方法，所述方法包括：步骤1：磁调制装置利用双静磁场交替屏蔽的方法实现对样品台上样品的双向磁场调制；步骤2：光信号收发模块发送两路光信号，所述一路光信号进入样品臂，另一路光信号进入所述参考臂；步骤3：进入样品臂的光信号依次通过所述扫描振镜、准直和聚焦透镜组入射至所述样品台，所述样品台上的样品将经过双向磁场调制后的光散射后依次沿所述样品台、准直和聚焦透镜组、扫描振镜反射回来和参考臂反射回来的光进行干涉，并将产生的干涉信号传输至光信号收发模块；步骤4：光信号收发模块将干涉信号传输至控制系统，所述控制系统对干涉信号进行数据处理后得到样品的结构图和反映样品运动状况的相位图。可选的，所述步骤1：磁调制装置利用双静磁场交替屏蔽的方法实现对样品台上样品的双向磁场调制，具体包括：将A扇叶盘、B扇叶盘在叶片布局上的角度差设定为a；将A扇叶盘、B扇叶盘通过键槽周向定位在电机的输出轴上；通过电机驱动输出轴使A扇叶盘、B扇叶盘以设定转速旋转，有且仅有一个扇叶位于A磁棒和B磁棒中间，实现A磁棒、B磁棒对样品台上样品的交替吸引。可选的，所述通过电机驱动输出轴使A扇叶盘、B扇叶盘以设定转速旋转，有且仅有一个扇叶位于A磁棒和B磁棒中间，实现A磁棒、B磁棒对样品台上样品的交替吸引，具体包括：通过电机驱动输出轴使A扇叶盘、B扇叶盘以设定转速旋转，当B扇叶盘上有一片扇叶对与其位于样品台同一侧的B磁棒的磁场进行了屏蔽，此时A磁棒对样品台上的样品进行吸引；当A扇叶盘上有一片扇叶对与其远离样品台A磁棒的磁场进行了屏蔽，此时B磁棒对样品台上的样品进行吸引；随着电机输出轴的转动，A磁棒、B磁棒与样品台之间交替被扇叶遮挡，从而实现A磁棒、B磁棒对样品台上样品的交替吸引。可选的，所述角度差a的取值为22.5°。该技术与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术提供的一种基于磁动式光学相干层析成像系统的磁场调制方法，本方法是通过调节电机的转速来控制磁场的调制周期，相比双线圈磁场，不但可以实现快速调制，而且能耗更小，无需降温，可长时间工作。本方法采用交替屏蔽静磁场的方式实现对样品两个方向的调制，器件无电磁辐射，对身体机能无副作用。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例磁动式光学相干层析成像系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例A扇叶盘和B扇叶盘的俯视图；图3为本专利技术实施例OCT装置的结构示意图；图4为样品的结构图；图5为反映样品运动状况的相位图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种基于磁动式光学相干层析成像系统的磁场调制方法，提供基于静磁场屏蔽的组织内顺磁性纳米粒子调制的方式，它既可以实现快速调制，也可以降低不必要的能耗，有效延长工作时间。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统的结构示意图，如图1所示，一种磁动式光学相干层析成像系统，包括OCT装置和磁调制装置，所述OCT装置包括光信号接收及参考臂模块1和样品臂，所述光信号接收及参考臂模块1设置在固定架12上，所述光信号接收及参考臂模块1包括控制系统15、光信号收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁动式光学相干层析成像系统，其特征在于，包括OCT装置和磁调制装置，所述OCT装置包括控制系统、光信号收发模块、样品臂和参考臂，所述光信号收发模块发送两路光信号，一路光信号进入所述样品臂，一路光信号进入所述参考臂，所述磁调制装置利用双静磁场交替屏蔽的方法实现对样品台上样品的双向磁场调制，所述样品臂包括扫描振镜、准直和聚焦透镜组、样品台，所述磁调制装置包括固定架、A磁棒、B磁棒、A扇叶盘、B扇叶盘、电机和电源装置，所述电源装置为所述电机提供电压，所述固定架的上端固定安装有所述A磁棒，所述固定架的下端设置有与所述A磁棒相对设置的B磁棒，所述固定架上还设置有所述样品台，所述样品台与所述B磁场位于同一侧，所述电机的输出轴上设置有所述A扇形盘和B扇形盘，所述A扇形盘和B扇形盘通过键槽周向定位在所述电机的输出轴上，所述A扇形盘设置在所述样品台和A磁棒之间，所述B扇形盘设置在所述样品台和B磁棒之间，进入样品臂的光信号依次通过所述扫描振镜、准直和聚焦透镜组入射至所述样品台，所述样品台上的样品将经过双向磁场调制后的光散射后依次沿所述样品台、准直和聚焦透镜组、扫描振镜反射回来和参考臂反射回来的光进行干涉，所述干涉信号进入所述光信号收发模块，所述光信号收发模块将所述干涉信号发射给所述控制系统，所述控制系统根据干涉信号进行数据处理后得到样品的结构图和样品运动状况的相位图。...

【技术特征摘要】
1.一种磁动式光学相干层析成像系统，其特征在于，包括OCT装置和磁调制装置，所述OCT装置包括控制系统、光信号收发模块、样品臂和参考臂，所述光信号收发模块发送两路光信号，一路光信号进入所述样品臂，一路光信号进入所述参考臂，所述磁调制装置利用双静磁场交替屏蔽的方法实现对样品台上样品的双向磁场调制，所述样品臂包括扫描振镜、准直和聚焦透镜组、样品台，所述磁调制装置包括固定架、A磁棒、B磁棒、A扇叶盘、B扇叶盘、电机和电源装置，所述电源装置为所述电机提供电压，所述固定架的上端固定安装有所述A磁棒，所述固定架的下端设置有与所述A磁棒相对设置的B磁棒，所述固定架上还设置有所述样品台，所述样品台与所述B磁场位于同一侧，所述电机的输出轴上设置有所述A扇形盘和B扇形盘，所述A扇形盘和B扇形盘通过键槽周向定位在所述电机的输出轴上，所述A扇形盘设置在所述样品台和A磁棒之间，所述B扇形盘设置在所述样品台和B磁棒之间，进入样品臂的光信号依次通过所述扫描振镜、准直和聚焦透镜组入射至所述样品台，所述样品台上的样品将经过双向磁场调制后的光散射后依次沿所述样品台、准直和聚焦透镜组、扫描振镜反射回来和参考臂反射回来的光进行干涉，所述干涉信号进入所述光信号收发模块，所述光信号收发模块将所述干涉信号发射给所述控制系统，所述控制系统根据干涉信号进行数据处理后得到样品的结构图和样品运动状况的相位图。2.根据权利要求1所述的基于磁动式光学相干层析成像系统的磁场调制系统，其特征在于，所述控制系统为数据处理器或电脑。3.根据权利要求1所述的基于磁动式光学相干层析成像系统的磁场调制系统，其特征在于，所述扫描振镜包括X扫描振镜和Y扫描振镜。4.根据权利要求1所述的基于磁动式光学相干层析成像系统的磁场调制系统，其特征在于，所述A扇叶盘和B扇叶盘采用的材质为铁镍合金板。5.根据权利要求1所述的基于磁动式光学相干层析成像系统的磁场调制系统，其特征在于，所述A扇叶盘、B扇叶盘上均包括4个扇叶，所述A扇叶盘上相邻扇叶之间的夹角为45°，所述所述B扇叶盘上相邻扇叶之间的夹角为45°。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉倩，马振鹤，刘箫笛，双春梅，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13