本发明专利技术涉及一种利用频域光学相干层析技术的生物组织折射率测量方法，利用频域ＯＣＴ系统进行测量，在放置生物组织样品前后进行两次干涉光谱测量，获得放置样品前样品臂参考镜的位置和放置样品后的样品前后表面位置，经过计算得出样品的折射率。所述频域ＯＣＴ系统的样品臂放置一样品臂平面镜，放置样品时样品紧贴此平面镜放置。由于频域ＯＣＴ技术不需要参考臂进行轴向扫描，使得频域ＯＣＴ下进行折射率测量的速度比时域ＯＣＴ下的测量速度更快，大大缩短了样品在空气中的暴露时间，减少了生物组织因水份损失带来的折射率变化，提高了测量的准确性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物组织参数测量领域，特别涉及一种利用频域光学相干层析技术的生物 组织折射率测量方法。
技术介绍
折射率是生物组织光学性质的一项重要参数，在生物组织中的光传播研究中有着重要 应用。对于高散射的生物组织来说，光子在其中传播会发生多次散射，导致出射光线角度 测量不确定性大大增加。因此，以折射定律为基础的传统的折射率测量方法不能准确测量 内部产生多次散射的复杂生物组织的折射率。水是生物组织的重要成份，它对生物组织的折射率有重要贡献。在对离体生物组织进 行折射率的测量时，水份的损失导致折射率的变化是不可避免的。因此縮短测量时间，减 少因水份损失对折射率的影响，使测量结果尽量接近生物组织的活体状态，是提高折射率 测量准确程度的关键因素。现有技术中，较为成功的折射率测量方法是基于时域OCT技术的测量方法。OCT技 术将低相干干涉仪和共焦扫描成像技术结合在一起，可以有效滤除多次散射光，因而和其 他方法相比可以得到较为准确的生物组织折射率测量结果。但是，随着OCT技术的发展，传统的时域OCT技术已经不能满足快速测量的需要， 频域OCT技术已经成为OCT技术发展的主流。与传统的时域OCT相比，频域OCT进行 测量时不需要参考臂的轴向扫描，只需要进行单次干涉光谱探测，再经过傅立叶变换等数 据处理，就可以得到样品同一位置不同深度处的测量结果，因而具有很高的测量速度，在 一些需要高速测量的领域有着广泛的应用前景。因此由上述可知，时域OCT在进行折射率测量时需要参考臂的轴向扫描，测量速度受 到轴向扫描时间的限制，已经不能满足快速测量的需要。这样就会造成生物组织因水份的 损失而产生折射率的变化，不能准确实时地进行生物组织折射率的测量。
技术实现思路
针对上述情形，为克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种利用频域光学相干层析技 术的生物组织折射率测量方法。本专利技术的解决方案是一种生物组织折射率的测量方法，其特征在于，利用频域OCT系统进行测量，在放置生物组织样品前后进行两次干涉光谱测量，获得放置样品前样品臂参考镜的位置和放置样品后的样品前后表面位置，经过计算得出样品的折射率。本专利技术的生物组织折射率的测量方法，其特征在于，所述频域OCT系统的样品臂放置一样品臂平面镜，放置样品时样品紧贴此平面镜放置。与传统的利用时域OCT系统测量折射率的方法不同，由于频域OCT技术测量的特点， 频域OCT系统进行折射率测量时只需要在放置样品前后进行两次干涉光谱测量，不需要参 考臂进行轴向扫描，这样就使得频域OCT下进行折射率测量的速度比时域OCT下的测量 速度更快，大大縮短了样品在空气中的暴露时间，减少了生物组织因水份损失带来的折射 率变化，提高了测量的准确性。附图说明图1为利用频域OCT进行折射率测量的原理示意图。 图2为放置样品前频域OCT的测量结果。 图3为放置样品后频域OCT的测量结果。具体实施例方式结合附图，对本专利技术的利用频域光学相干层析技术的生物组织折射率测量方法详细说明如下图1为利用频域OCT进行折射率测量的原理示意图。为简便起见，图中只画出频域OCT系 统的样品臂和参考臂。样品臂的光束从样品臂聚焦镜1射入，聚焦至样品2。参考臂的光 束从参考臂准直镜5射入，入射至参考臂参考镜4。放置样品2前，在样品臂固定放置样 品臂平面镜3，位置为ds，移动参考臂参考镜4至位置dr，使样品臂的光程大于参考臂的 光程。可以根据对样品厚度d和折射率n的初步估算，使光程差大于光在样品中的光程， 即ds-dr〉n.d。进行差分干涉光谱测量，经傅立叶变换后得到样品臂平面镜3的位置。然 后放置样品2，使样品2的后表面紧贴样品臂平面镜3。此时不需要移动参考臂参考镜4， 再进行一次差分干涉光谱测量，经傅立叶变换后得到样品2的前后表面位置。图2为放置样品前样品臂参考镜位置的测量结果，Nl对应参考镜位置；图3为放置样 品后样品前后表面位置测量结果，样品2后臂紧贴样品臂平面镜3， N2对应样品2前表面 位置，N3对应样品2后表面位置及放置样品后样品臂平面镜3的位置。由于OCT得到的 信号是光程的函数，所以N2和N3之间的位置对应了光在样品中传播的光程。放置样品前 后，样品臂参考镜的光程发生了变化，变化量为放置样品后的光程与放置样品前空气的的 光程差。由以上分析可得<formula>formula see original document page 4</formula>则可以得到样品折射率n和厚度d的表达式为<formula>formula see original document page 5</formula>采用频域OCT装置进行生物组织折射率测量过程中，放置样品前，不需要准确的找到 等光程点的位置，只需要使参考臂和样品臂满足相应的光程差条件，即放置样品后，参考 臂的光程大于样品上表面返回光的光程。放置样品后，不需要扫描参考臂来获取等光程点， 直接进行干涉光谱探测即可。可见，与时域OCT中的光程匹配法相比，利用频域OCT测 量折射率过程中，不需要移动参考臂，只需测量放置样品前后两次的干涉光谱信号，通过 简单的数据处理，即可得到样品的厚度和折射率。权利要求1、一种生物组织折射率的测量方法，其特征在于，利用频域OCT系统进行测量，在放置生物组织样品前后进行两次干涉光谱测量，获得放置样品前样品臂参考镜的位置和放置样品后的样品前后表面位置，经过计算得出样品的折射率。2、 如权利要求1所述的生物组织折射率的测量方法，其特征在于，所述频域OCT系 统的样品臂放置一样品臂平面镜，放置样品时样品紧贴此平面镜放置。全文摘要本专利技术涉及一种利用频域光学相干层析技术的生物组织折射率测量方法，利用频域OCT系统进行测量，在放置生物组织样品前后进行两次干涉光谱测量，获得放置样品前样品臂参考镜的位置和放置样品后的样品前后表面位置，经过计算得出样品的折射率。所述频域OCT系统的样品臂放置一样品臂平面镜，放置样品时样品紧贴此平面镜放置。由于频域OCT技术不需要参考臂进行轴向扫描，使得频域OCT下进行折射率测量的速度比时域OCT下的测量速度更快，大大缩短了样品在空气中的暴露时间，减少了生物组织因水份损失带来的折射率变化，提高了测量的准确性。文档编号G01N21/45GK101290291SQ20081005355公开日2008年10月22日 申请日期2008年6月18日 优先权日2008年6月18日专利技术者青 叶, 周文远, 田建国 申请人:南开大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物组织折射率的测量方法，其特征在于，利用频域ＯＣＴ系统进行测量，在放置生物组织样品前后进行两次干涉光谱测量，获得放置样品前样品臂参考镜的位置和放置样品后的样品前后表面位置，经过计算得出样品的折射率。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：叶青，周文远，田建国，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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