一种基于光学相干技术的组织活性检测的方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光学相干技术的组织活性检测方法与系统。采用OCT方法采集生物组织样本内部的原始OCT干涉光谱信号；利用多路复用方法对原始OCT干涉光谱信号进行处理获取高信噪比的、随OCT成像深度衰减的OCT强度信号；根据OCT强度信号随深度的衰减特性计算生物组织样本的衰减系数；根据衰减系数，确定分割阈值，识别正常组织和损伤组织。本发明专利技术方法可以显著提高衰减系数的测量精度，实现活体生物组织的损伤状态的定量获得。

A method and system of tissue activity detection based on optical coherence technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于光学相干技术的组织活性检测的方法与系统
本专利技术大体涉及生物医学成像领域，且更具体地涉及光学相干层析成像技术(OpticalCoherenceTomography，OCT)，多路复用方法计算衰减系数及利用衰减系数获得组织活性的方法。
技术介绍
组织活性检测在疾病诊断和疗效获得中具有重要意义。常用的细胞活性检测方法是组织学染色或免疫组化染色，这些方法需要人工多次添加标记物进行生化反应，操作过程繁琐，劳动强度大，耗时长，只能对少量取样进行离体检测。现有对组织损伤程度在体获得的技术中，MRI可以对组织活性进行获得，但其分辨率低，且成本高，适用人群有限。双光子成像也能够对细胞相应和血流动态变化进行监测，但是其成像速度、成像范围和穿透深度比较有限。因此，对组织活性进行实时、无标记、低成本、高分辨率的成像检测成为本领域的需求。相比于其他生物医学成像手段，OCT成像技术具有无标记、非接触性、非侵害性、实时性、高灵敏度以及高分辨率等优点。这些优势特征使得OCT在近十多年中发展迅猛，并已经被临床医学广泛接受。OCT系统主要通过探测由于生物样品光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光学相干技术的组织活性检测方法，其特征在于包括：/n采用OCT方法采集生物组织样本内部的原始OCT干涉光谱信号(1)；/n利用多路复用方法对原始OCT干涉光谱信号进行处理获取高信噪比的、随OCT成像深度衰减的OCT强度信号(2)；/n根据OCT强度信号随深度的衰减特性计算生物组织样本的衰减系数(3)；/n根据衰减系数，确定分割阈值，识别正常组织和损伤组织(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光学相干技术的组织活性检测方法，其特征在于包括：
采用OCT方法采集生物组织样本内部的原始OCT干涉光谱信号(1)；
利用多路复用方法对原始OCT干涉光谱信号进行处理获取高信噪比的、随OCT成像深度衰减的OCT强度信号(2)；
根据OCT强度信号随深度的衰减特性计算生物组织样本的衰减系数(3)；
根据衰减系数，确定分割阈值，识别正常组织和损伤组织(4)。


2.根据权利要求1所述的基于光学相干技术的组织活性检测的方法，其特征在于：利用多路复用方法对原始OCT干涉光谱信号进行处理获取高信噪比的随OCT成像深度衰减的OCT强度信号(2)中的多路复用方法包括光谱分割复用、或入射角分割复用、或偏振分割复用、或任意组合分割复用。


3.根据权利要求2所述的基于光学相干技术的组织活性检测的方法，其特征在于：所述的多路复用方法为光谱分割复用、入射角分割复用和偏振分割复用的三种方法的组合，具体是对原始OCT干涉光谱信号按照以下步骤依次进行处理：
1)采用偏振分割复用对原始OCT干涉光谱信号进行处理，获得两个偏振OCT干涉光谱信号；
2)采用光谱分割复用对每个偏振OCT干涉光谱信号进行处理，获得W个初步OCT子信号(22)：
利用一组W个第一高斯窗函数对原始OCT干涉光谱信号进行k域的滤波，k域为波数域，获取W个子光谱信号(21)；
对上述W个子光谱信号分别进行快速傅里叶变换得到W个初步OCT子信号(22)；
3)采用入射角分割复用对上述W个初步OCT子信号进行处理，处理中的重构步骤后获得复数干涉谱(23)；
4)对复数干涉谱进行x域的快速傅里叶变换得到二维B-scan空间调制谱(24)，x域为OCT快速扫描轴方向所在的空间域；
5)再采用一组A个第二高斯窗函数对二维B-scan空间调制谱进行v域的滤波，v域为x域的傅里叶变换域，获取得到A×W个子空间调制谱Smn'(k,v,y)(m＝1,2,...,W,n＝1,2,...,A)(25)；y表示OCT慢速扫描轴方向，m表示第一高斯窗函数的序数，n表示第二高斯窗函数的序数；
6)对子空间调制谱进行k域和ν域的傅里叶变换，获取多个独立的最终OCT强度子信号(26)。


4.根据权利要求2所述的基于光学相干技术的组织活性检测的方法，其特征在于：所述的多路复用方法为光谱分割复用、入射角分割复用的两种方法的组合，具体是对原始OCT干涉光谱信号按照以下步骤依次进行处理：
1)采用光谱分割复用对原始OCT干涉光谱信号进行处理，获得W个初步OCT子信号(22)：
利用一组W个第一高斯窗函数对原始OCT干涉光谱信号进行k域的滤波，k域为波数域，获取W个子光谱信号(21)；
对上述W个子光谱信号分别进行快速傅里叶变换得到W个初步OCT子信号(22)；
2)采用入射角分割复用对上述W个初步OCT子信号进行处理，处理中的重构步骤后获得复数干涉谱(23)；
3)对复数干涉谱进行x域的快速傅里叶变换得到二维B-scan空间调制谱(24)，x域为OCT快速扫描轴方向所在的空间域；
4)再采用一组A个第二高斯窗函数对二维B-scan空间调制谱进行v域的滤波，v域为x域的傅里叶变换域，获取得到A×W个子空间调制谱Smn'(k,v,y)(m＝1,2,...,W,n＝1,2,...,A)(25)；y表示OCT慢速扫描轴方向，m表示第一高斯窗函数的序数，n表示第二高斯窗函数的序数；
5)对子空间调制谱进行k域和ν域的傅里叶变换，获取多个独立的最终OCT强度子信号(26)。


5.根据权利要求3所述的基于光学相干技术的组织活性检测的方法，其特征在于：所述的多路复用方法为光谱分割复用、入...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，杨珊珊，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33