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用于样本成像的光学相干断层扫描系统和方法技术方案

技术编号:41257214 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-11 09:16
本文的各方面涉及一种用于样本成像的光学相干断层扫描(OCT)系统,其包括:样本臂,用于将光引导到样本上,该样本臂包括样本臂光学器件,该样本臂光学器件包括色散元件以产生用于照明样本的扩展光源;参考臂;检测器,用于检测从参考臂反射的光和从样本背向反射或背向散射的光的干涉信号;扫描仪,用于沿快轴和慢轴扫描样本上的扩展光源,使得在检测器处获得多个部分光谱帧;其中色散元件可定向,使得扩展光源被布置为与快轴成非零角度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及用于样本成像的光学相干断层扫描系统和方法


技术介绍

1、光学相干断层扫描(oct)是一种成熟的体内光学成像技术,可在人体组织中提供微米级分辨率和毫米级穿透深度。自1991年专利技术以来,oct技术已从第一代技术的时域oct(td-oct)发展到第二代技术的傅里叶域oct(fd-oct)。fd-oct技术包括谱域oct(sd-oct)和扫频源oct(ss-oct)或光频域成像(ofdi)。

2、多年来,许多基于oct的技术已被开发用于各种目的。特别地,oct血管造影术(octa)已被开发用于血管结构成像,并适用于活体组织中的血管的可视化。octa过程的一部分需要以延时方式(b-m模式)对同一x-z平面进行重复采样,也称为重复b扫描,以考虑血管中的血流情况。其他基于oct的技术也需要重复b扫描,例如相敏oct、oce和动态oct。然而,现有的基于oct的技术没有充分考虑血管内血流速度的变化以及重复扫描之间的运动伪影,例如动脉的脉动扩张和收缩、成像样本(例如眼睛)的扫视。

3、尽管已经提出了各种方法来最大限度地减少运动伪影,例如通过后处理校正,但是这样的后处理校正又可能引入新的伪影并增加图像采集时间和难度。作为减少伪影的替代方法,现已提出了实时跟踪系统,但此类解决方案需要额外的成像硬件,这会增加oct系统的成本和复杂性。

4、需要提供一种改进的解决方案,以缓解上述至少一种限制或缺点。


技术实现思路

1、本文提出了一种技术解决方案,其形式为具有可调节或可定向色散元件的oct系统,使得扩展光源相对于扫描轴以非零角度设置。这种布置提供了一种相对不复杂的解决方案以获得一组部分光谱帧,例如用于处理的振幅、相位或复数(apc)帧。此外,该技术解决方案还提供了各种处理方法,以改善视场、成像速度和精度,最大限度地减少和/或校正运动伪影,并实现动态扫描间隔时间。

2、根据本公开的一方面,本文提供了一种用于样本成像的光学相干断层扫描(oct)系统。该oct系统包括:样本臂,用于将光引导到样本上,该样本臂包括样本臂光学器件,该样本臂光学器件包括色散元件以产生用于照明样本的扩展光源;参考臂;检测器,用于检测从参考臂反射的光和从样本背向反射或背向散射的光的干涉信号;扫描仪,用于沿快轴和慢轴扫描样本上的扩展光源,使得在检测器处获得多个部分光谱帧;其中色散元件可定向,使得扩展光源被布置为与快轴成非零角度。

3、在一个实施例中,非零角度是锐角。

4、在一个实施例中,非零角度是直角。

5、在一个实施例中,扫描仪被配置为在沿慢轴的相应的多个位置中的每个位置沿快轴扫描多次。

6、在一个实施例中,该系统还包括至少一个处理器,至少一个处理器被配置为从部分光谱帧生成至少一个oct图像和/或至少一个octa图像。至少一个处理器被配置为在生成至少一个oct图像和/或至少一个octa图像之前,检查部分光谱帧中的至少一低质量帧并去除该至少一低质量帧。

7、在一个实施例中,至少一个处理器被配置为对相应的多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的时间平均,以生成与相应的多个位置相关联的多个相应的oct图像。

8、在一个实施例中,处理器被配置为对多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的频率复合。

9、在一个实施例中,沿慢轴的相应的多个位置中的每个位置以1≤l≤p的扫描间距离l设置,其中p是部分光谱帧的数量。

10、在一个实施例中,该系统包括至少一个处理器,该至少一个处理器被配置为获得或导出与沿快轴和/或慢轴的扫描相对应的深度轴扫描信息,并且其中通过改变相对于慢轴的深度轴扫描周期和/或通过改变扫描仪沿快轴和/或慢轴移动的次数,可调节多次扫描中的每次扫描之间的扫描间隔时间。

11、在一个实施例中,样本是眼睛。

12、根据本公开的另一方面,本文提出了一种用于样本成像的光学相干断层扫描方法,该方法包括以下步骤:在光学相干断层扫描系统的样本臂中设置色散元件以产生用于照明样本的扩展光源;沿快轴和慢轴扫描样本上的扩展光源,由此获得多个部分光谱帧;检测从光学相干断层扫描系统的样本臂接收的光和从参考臂接收的光产生的干涉信号;其中色散元件被定向为使得扩展光源被布置为与快轴成非零角度。

13、在一个实施例中,非零角度是锐角。

14、在一个实施例中,非零角度是直角。

15、在一个实施例中,扫描步骤包括在沿慢轴的相应的多个位置中的每个位置沿快轴扫描多次。

16、在一个实施例中,该方法还包括从部分光谱帧生成至少一个oct图像和/或至少一个octa图像的步骤。

17、在一个实施例中,该方法还包括在生成至少一个oct图像和/或至少一个octa图像之前,去除部分光谱帧中的低质量帧的步骤。

18、在一个实施例中,生成oct图像的步骤包括对相应的多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的时间平均,以生成与相应的多个位置相关联的多个相应的oct图像。

19、在一个实施例中,该方法还包括对多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的频率复合。

20、在一个实施例中,沿慢轴的相应的多个位置中的每个位置以1≤l≤p的扫描间距离l设置,其中p是部分光谱帧的数量。

21、在一个实施例中,扫描步骤还包括:结合快轴和/或慢轴来扫描、获得或导出深度轴,并且其中通过改变相对于慢轴的深度轴扫描周期和/或通过改变扫描仪沿快轴和/或慢轴移动的次数,可调节多次扫描中的每次扫描之间的扫描间隔时间。

22、在一个实施例中,样本是眼睛。

23、根据本公开的另一方面,本文提出了一种用于样本成像的光学相干断层扫描(oct)系统的调整方法,该oct系统包括用于将光引导到样本上的样本臂、参考臂、用于检测从参考臂反射的光和从样本背向反射或背向散射的光的干涉信号的检测器,该方法包括以下步骤:在样本臂中设置色散元件以产生用于照明样本的扩展光源;配置扫描仪以沿快轴和慢轴扫描样本上的扩展光源,使得在检测器处获得多个部分光谱帧;其中色散元件可定向,使得扩展光源被布置为与快轴成非零角度。

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【技术保护点】

1.一种用于样本成像的光学相干断层扫描(OCT)系统,其包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其中所述非零角度是锐角。

3.根据权利要求1所述的系统,其中所述非零角度是直角。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述扫描仪被配置为在沿所述慢轴的相应的多个位置中的每个位置沿所述快轴扫描多次。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其包括至少一个处理器,所述至少一个处理器被配置为从所述部分光谱帧生成至少一个OCT图像和/或至少一个OCTA图像。

6.根据权利要求5所述的系统,其中所述至少一个处理器被配置为在生成所述至少一个OCT图像和/或至少一个OCTA图像之前,检查所述部分光谱帧中的至少一低质量帧并去除所述至少一低质量帧。

7.根据权利要求5或6所述的系统,当从属于权利要求4时,其中所述至少一个处理器被配置为对所述相应的多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的时间平均,以生成与相应的多个位置相关联的多个相应的OCT图像。

8.根据权利要求7所述的系统,其中所述处理器被配置为对所述多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的频率复合。

9.根据权利要求4所述的系统,其中沿所述慢轴的相应的多个位置中的每个位置以1≤L≤P的扫描间距离L设置,其中P是部分光谱帧的数量。

10.根据权利要求4或9所述的系统,其包括至少一个处理器,所述至少一个处理器被配置为获得或导出与沿所述快轴和/或所述慢轴的扫描相对应的深度轴扫描信息,并且其中通过改变相对于所述慢轴的深度轴扫描周期和/或通过改变所述扫描仪沿所述快轴和/或所述慢轴移动的次数,可调节多次扫描中的每次扫描之间的扫描间隔时间。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述样本是眼睛。

12.一种用于样本成像的光学相干断层扫描(OCT)方法,所述方法包括以下步骤:

13.根据权利要求12所述的方法,其中所述非零角度是锐角。

14.根据权利要求12所述的方法,其中所述非零角度是直角。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法,其中所述扫描步骤包括在沿所述慢轴的相应的多个位置中的每个位置沿所述快轴扫描多次。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法,还包括从所述部分光谱帧生成至少一个OCT图像和/或至少一个OCTA图像的步骤。

17.根据权利要求16所述的方法,还包括在生成所述至少一个OCT图像和/或至少一个OCTA图像之前,去除所述部分光谱帧中的低质量帧的步骤。

18.根据权利要求16或17所述的方法,当从属于权利要求15时,其中生成所述OCT图像的步骤包括对所述相应的多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的时间平均,以生成与相应的多个位置相关联的多个相应的OCT图像。

19.根据权利要求19所述的方法,还包括对所述多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的频率复合。

20.根据权利要求15所述的方法,其中沿所述慢轴的相应的多个位置中的每个位置以1≤L≤P的扫描间距离L设置,其中P是部分光谱帧的数量。

21.根据权利要求15或20所述的方法,其中所述扫描步骤还包括:结合所述快轴和/或慢轴来扫描、获得或导出深度轴,并且其中通过改变相对于所述慢轴的深度轴扫描周期和/或通过改变扫描仪沿所述快轴和/或所述慢轴移动的次数,可调节多次扫描中的每次扫描之间的扫描间隔时间。

22.根据权利要求12至21中任一项所述的方法,其中所述样本是眼睛。

23.一种用于样本成像的光学相干断层扫描(OCT)系统的调整方法,所述OCT系统包括用于将光引导到样本上的样本臂、参考臂、用于检测从所述参考臂反射的光和从所述样本背向反射或背向散射的光的干涉信号的检测器,所述方法包括以下步骤:

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于样本成像的光学相干断层扫描(oct)系统,其包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其中所述非零角度是锐角。

3.根据权利要求1所述的系统,其中所述非零角度是直角。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述扫描仪被配置为在沿所述慢轴的相应的多个位置中的每个位置沿所述快轴扫描多次。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其包括至少一个处理器,所述至少一个处理器被配置为从所述部分光谱帧生成至少一个oct图像和/或至少一个octa图像。

6.根据权利要求5所述的系统,其中所述至少一个处理器被配置为在生成所述至少一个oct图像和/或至少一个octa图像之前,检查所述部分光谱帧中的至少一低质量帧并去除所述至少一低质量帧。

7.根据权利要求5或6所述的系统,当从属于权利要求4时,其中所述至少一个处理器被配置为对所述相应的多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的时间平均,以生成与相应的多个位置相关联的多个相应的oct图像。

8.根据权利要求7所述的系统,其中所述处理器被配置为对所述多个位置中的每个位置进行部分光谱帧的频率复合。

9.根据权利要求4所述的系统,其中沿所述慢轴的相应的多个位置中的每个位置以1≤l≤p的扫描间距离l设置,其中p是部分光谱帧的数量。

10.根据权利要求4或9所述的系统,其包括至少一个处理器,所述至少一个处理器被配置为获得或导出与沿所述快轴和/或所述慢轴的扫描相对应的深度轴扫描信息,并且其中通过改变相对于所述慢轴的深度轴扫描周期和/或通过改变所述扫描仪沿所述快轴和/或所述慢轴移动的次数,可调节多次扫描中的每次扫描之间的扫描间隔时间。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述样本是眼睛。

12.一种用于样本成像的光学相干断层扫描(oct)方法,所述方法包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘琳波
申请(专利权)人:南洋理工大学
类型:发明
国别省市:

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