一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像方法及系统，包括：注射渗透负载吲哚菁绿的石墨烯溶液的样品、光路系统、参考臂光路系统、样品臂光路系统、光干涉与光栅系统和线阵CCD相机采集光信号系统；本发明专利技术通过注射渗透负载吲哚菁绿的石墨烯溶液的样品、光路系统、参考臂光路系统、样品臂光路系统、光干涉与光栅系统和线阵CCD相机采集光信号系统，实现了层析成像，成功地抑制了注射过负载吲哚菁绿的石墨烯材料溶液区域的信号，极大的提高了采集图像的对比度，有效地提高了采集图像的对比度，操作简单、安全，容易实现，并有效地提高了OCT成像对比度；本发明专利技术可用于光学相干层析成像。

A graphene mediated optical coherence tomography method and system with indocyanine green

【技术实现步骤摘要】
一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像方法及系统
本专利技术涉及光学成像
，尤其涉及一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像方法及系统。
技术介绍
光学相干层析成像技术(opticalcoherencetomography，OCT)具有高轴向分辨率，成像速度快，穿透深度深等优点。通过获取样本不同深度的干涉信号，再经过处理即可实现样品的二维图像重建，再配合横向扫描即可实现三维图像重建。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，传统的OCT成像仍存在一些缺点。以癌变上皮细胞为例，开始它们模仿有固定形态的健康细胞，后来会演变为模仿疏松结缔组织，由于这种模仿健康细胞或组织结构的能力，使得它们与周围正常组织的结构基本相近，因此在OCT图像中便难以发现这些病变细胞。目前市场上用于提高OCT成像对比度的成像方法主要有两大类，一类是应用图像处理算法对OCT系统采集到的图像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图像的对比度。传统的方法虽然简单，但是在使用前都需要对图像进行分割处理以此来选中目标区域，如果不进行这些预处理可能会造成某些背景噪声被加强，最终导致成像质量降低。虽然最近的方法较之传统的方法增强图像对比度的效果有所提高且适应性更强，但是仍存在噪声信号被增强的问题。并且算法的方法都只能用在目标区域与非目标区域在图像数值上有较大差异的情况，对于原始数据的目标区域与非目标区域的区域边缘差别不大时就难以准确的实现两个信号区域的分割以及目标区域图像增强的效果，最终使图像失真。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出一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像方法及系统，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。为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像方法，包括：S100、将样品待扫描区域注射渗透负载吲哚菁绿的石墨烯溶液，并根据彩色相机观察到的激光位置将处理好的样品的待扫描区域大致放置于扫描激光照射下；S200、检查OCT系统工作状态，根据彩色相机观察到的激光位置将处理好的样品的待扫描区域大致放置于扫描激光照射位置，启动系统对样品进行实时扫描和显示，根据实时显示的扫描结果细调样品的位置，使OCT系统扫描激光准确的照射在待扫描区域上；S300、OCT系统实现样品层析成像主要过程为：S301、在光路系统中，低相干宽带光源产生近红外激光从光学环形器的第一端口进入，从第二端口射出；从第二端口射出的激光照射到90％反射的透镜上并通过90％反射的透镜进行反射和透射；S302、在参考臂光路上，90％反射的透镜透射的一束激光垂直射入第一凸透镜中心，并聚焦到单面反射镜上，形成一束可逆激光按原光路返回到90％反射的透镜；S303、在样品臂光路上，90％反射的透镜反射的一束激光射入由八角透镜和反射镜组成的二维振镜组，二维振镜组改变激光的运动方向使其射入第二凸透镜；第二凸透镜对激光聚焦使其经过1％反射的透镜并对放在平台上的样品进行扫描；激光经过样品反射形成可逆激光射入1％反射的透镜并经1％反射的透镜进行反射和透射；1％反射的透镜反射的激光射入彩色相机，1％反射的透镜透射的激光进入第二凸透镜，形成另一束可逆激光按原光路返回到90％反射的透镜；S304、在光干涉与光栅系统中，90％反射的透镜实现反射回来的两条可逆激光干涉，产生干涉光进入衍射光栅；衍射光栅对干涉光进行分光，第三凸透镜将分光后的激光准直成平行光；S305、在线阵CCD相机采集光信号系统中，线阵CCD相机的感光元件接收通过第三凸透镜聚焦成平行光的激光。参考臂光路和样品臂光路反射的两束可逆激光在90％反射的透镜上发生干涉后参数满足：其中，I为发生干涉后激光光强；r1，r2分别为参考臂光路和样品臂光路的反射系数；A为激光振幅幅度；k为波矢；Δz为光程差；n为从一到不同的光程差总个数，即一到相机CCD总个数；y为干涉光不同的波长个数；x为1到y；i是虚数单位；S400、将扫描结果进行计算和保存。作为上述技术方案的进一步改进，S100具体为：将30μL的25μg/ml负载吲哚菁绿的石墨烯溶液注射到样品的待扫描目标区域，放置一小时,然后将样品的待扫描区域放至激光扫描范围内。作为上述技术方案的进一步改进，S400具体为：创建文档，采集线阵CCD相机的触发信号数据，将线阵CCD相机的触发信号数据增加到文档，同时对线阵CCD相机的触发信号数据进行处理，减去背景光，并将不含背景光的数据加入队列，将含背景光的数据重新进行处理；将加入队列的数据出队列并存入文档；文档采集到足够帧数的数据，则结束采集，并对采集的数据进行计算得到对比度，保存数据，关闭扫描系统。作为上述技术方案的进一步改进，所述S303还包括；1％反射的透镜反射的激光射入彩色相机，光功率检测器实时检测计算射入彩色相机的激光光强。一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像系统，包括：注射渗透负载吲哚菁绿的石墨烯溶液的样品、光路系统、参考臂光路系统、样品臂光路系统、光干涉与光栅系统和线阵CCD相机采集光信号系统。光路系统包括低相干宽带光源、光学环形器和90％反射的透镜，所述低相干宽带光源用于产生近红外激光束并通过依次通过所述光学环形器和所述90％反射的透镜；所述90％反射的透镜将通过近红外激光束进行透射和反射形成两束激光。参考臂光路系统包括第一凸透镜和单面反射镜，所述90％反射的透镜透射的一束激光垂直射入所述第一凸透镜和所述单面反射镜，并经所述单面反射镜反射形成一束可逆激光按原光路返回到所述90％反射的透镜。样品臂光路系统包括二维振镜组、第二凸透镜、1％反射的透镜、彩色相机、样品和样品装载台；所述样品设于所述样品装载台上；所述二维振镜组包括八角透镜和反射镜；经过90％反射的透镜反射的一束激光依次射入所述八角透镜和所述反射镜；经所述反射镜反射后的激光依次射入所述第二凸透镜、所述1％反射的透镜和所述样品；经所述样品反射形成另一束可逆激光射入所述1％反射的透镜；所述1％反射的透镜将样品反射的可逆激光进行反射和透射，反射的可逆激光射入所述彩色相机，透射的可逆激光形成另一束可逆激光通过所述第二凸透镜按原光路返回到所述90％反射的透镜。所述90％反射的透镜还用于将两束可逆激光形成干涉光。光干涉与光栅系统包括衍射光栅和第三凸透镜。线阵CCD相机采集光信号系统包括线阵CCD相机；经过所述90％反射的透镜的干涉光依次射入所述衍射光栅、所述第三凸透镜和所述线阵CCD相机。作为上述技术方案的进一步改进，所述样品臂光路系统还包括光功率检测器，所述光功率检测器用于实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/nS100、将样品待扫描区域注射渗透负载吲哚菁绿的石墨烯溶液，并根据彩色相机观察到的激光位置将处理好的样品的待扫描区域大致放置于扫描激光照射下；/nS200、检查OCT系统工作状态，根据彩色相机观察到的激光位置将处理好的样品的待扫描区域大致放置于扫描激光照射位置，启动系统对样品进行实时扫描和显示，根据实时显示的扫描结果细调样品的位置，使OCT系统扫描激光准确的照射在待扫描区域上；/nS300、OCT系统实现样品层析成像主要过程为：/nS301、在光路系统中，低相干宽带光源产生近红外激光从光学环形器的第一端口进入，从第二端口射出；从第二端口射出的激光照射到90％反射的透镜上并通过90％反射的透镜进行反射和透射；/nS302、在参考臂光路上，90％反射的透镜透射的一束激光垂直射入第一凸透镜中心，并聚焦到单面反射镜上，形成一束可逆激光按原光路返回到90％反射的透镜；/nS303、在样品臂光路上，90％反射的透镜反射的一束激光射入由八角透镜和反射镜组成的二维振镜组，二维振镜组改变激光的运动方向使其射入第二凸透镜；第二凸透镜对激光聚焦使其经过1％反射的透镜并对放在平台上的样品进行扫描；激光经过样品反射形成可逆激光射入1％反射的透镜并经1％反射的透镜进行反射和透射；1％反射的透镜反射的激光射入彩色相机，1％反射的透镜透射的激光进入第二凸透镜，形成另一束可逆激光按原光路返回到90％反射的透镜；/nS304、在光干涉与光栅系统中，90％反射的透镜实现反射回来的两条可逆激光干涉，产生干涉光进入衍射光栅；衍射光栅对干涉光进行分光，第三凸透镜将分光后的激光准直成平行光；/nS305、在线阵CCD相机采集光信号系统中，线阵CCD相机的感光元件接收通过第三凸透镜聚焦成平行光的激光；/n参考臂光路和样品臂光路反射的两束可逆激光在90％反射的透镜上发生干涉后参数满足：/n...

【技术特征摘要】
1.一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S100、将样品待扫描区域注射渗透负载吲哚菁绿的石墨烯溶液，并根据彩色相机观察到的激光位置将处理好的样品的待扫描区域大致放置于扫描激光照射下；
S200、检查OCT系统工作状态，根据彩色相机观察到的激光位置将处理好的样品的待扫描区域大致放置于扫描激光照射位置，启动系统对样品进行实时扫描和显示，根据实时显示的扫描结果细调样品的位置，使OCT系统扫描激光准确的照射在待扫描区域上；
S300、OCT系统实现样品层析成像主要过程为：
S301、在光路系统中，低相干宽带光源产生近红外激光从光学环形器的第一端口进入，从第二端口射出；从第二端口射出的激光照射到90％反射的透镜上并通过90％反射的透镜进行反射和透射；
S302、在参考臂光路上，90％反射的透镜透射的一束激光垂直射入第一凸透镜中心，并聚焦到单面反射镜上，形成一束可逆激光按原光路返回到90％反射的透镜；
S303、在样品臂光路上，90％反射的透镜反射的一束激光射入由八角透镜和反射镜组成的二维振镜组，二维振镜组改变激光的运动方向使其射入第二凸透镜；第二凸透镜对激光聚焦使其经过1％反射的透镜并对放在平台上的样品进行扫描；激光经过样品反射形成可逆激光射入1％反射的透镜并经1％反射的透镜进行反射和透射；1％反射的透镜反射的激光射入彩色相机，1％反射的透镜透射的激光进入第二凸透镜，形成另一束可逆激光按原光路返回到90％反射的透镜；
S304、在光干涉与光栅系统中，90％反射的透镜实现反射回来的两条可逆激光干涉，产生干涉光进入衍射光栅；衍射光栅对干涉光进行分光，第三凸透镜将分光后的激光准直成平行光；
S305、在线阵CCD相机采集光信号系统中，线阵CCD相机的感光元件接收通过第三凸透镜聚焦成平行光的激光；
参考臂光路和样品臂光路反射的两束可逆激光在90％反射的透镜上发生干涉后参数满足：






其中，I为发生干涉后激光光强；r1，r2分别为参考臂光路和样品臂光路的反射系数；A为激光振幅幅度；k为波矢；Δz为光程差；n为从一到不同的光程差总个数，即一到相机CCD总个数；y为干涉光不同的波长个数；x为1到y；i是虚数单位；
S400、将扫描结果进行计算和保存。


2.根据权利要求1所述的一种负载吲哚菁绿的石墨烯介导光学相干层析成像方法，其特征在于：步骤S100具体为：将30μL的25μg/ml负载吲哚菁绿的石墨烯溶液注射到样品的待扫描目标区域，放置一小时,然后将样品的待扫描区域放...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟俊平，秦晓荫，曾亚光，韩定安，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