基于影像测绘的光学相干层析成像技术制造技术

基于影像测绘的光学相干层析成像技术。一种用于样品成像的方法。该方法包括，在单次探测事件中，从样品上的采样点接受该点对应的包含深度编码的电磁场，并按照各个对应的预先设定好的方向将这些电磁场重定向色散成像仪上。该方法还包括：将这些包含深度编码的电磁场进行谱域分散，获得对应的光谱，并将这些光谱在探测器上重新成像，最后使用探测器对这些光谱进行检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于影像测绘的光学相干层析成像技术技术参照根据美国专利法第119条(e)款，以及美国临时专利申请(专利申请号:61/422，053)，上述申请的内容可以作为本此申请的参考。
技术介绍
光学相干层析成像(OCT)系统是各类诊断图像绘制的必要工具。例如，OCT系统被用于生物学样品图像的制作。而传统的OCT系统需要多程的样品来绘制图像。
技术实现思路
—方面，本专利技术涉及一个采样成像的方法。这个方法包括:在单次采集事件中，从样品上不同的点接受该点对应的含有深度编码的电磁场，并将这些含有深度编码的电磁场按照预先设定的对应的不同方向重定位到色散成像仪上的对应点；然后，利用色散成像仪将上述含有深度编码的电磁场一一进行谱域分散，获得对应的光谱信息，并在检测器对应的位置上进行成像。另一方面，本专利技术涉及一个包括影像测绘仪、色散成像仪以及探测器的系统。影像测绘仪配置后用于在单次采集事件中，从采样图像中多个点接受该点对应的含有深度编码的电磁场，并将这些含有深度编 码的电磁场按照预先设定的对应的不同方向重定位到色散成像仪的对应点。色散成像仪配置后用于利用光谱将上述含有深度编码的电磁场一一进行谱域分散，获得对应的光谱信息，并在投射到检测器的对应位置。而探测器配置后被用于接收上述反射的光谱信息。从下面的描述和所附的权利要求书，本专利技术的其他方面将是显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例简化的系统图。图2是根据本专利技术的一个实施例简化的谱域光学相干层析成像干涉仪的示意图。图3是根据本专利技术的一个实施例简化的影像测绘仪的示意图。图4A是根据本专利技术的一个实施例简化的影像测绘仪的示意图。图4B是根据本专利技术的一个实施例简化的色散成像仪的前表面的示意图。图5是根据本专利技术的一个实施例简化的色散成像仪的示意图。图6是根据本专利技术的一个实施例简化的紧凑型高分辨率的影像测绘仪的示意图。图7是根据本专利技术的一个实施例简化的连接紧凑型高分辨率的影像测绘仪的色散成像仪的示意8是根据本专利技术的一个实施例简化的影像测绘仪的一部分的透视图。图9A-C是基于影像测绘的光学相干层析成像技术的工作原理的图像流程图。图10是根据本专利技术的一个实施例简化的光学相干层析成像方法的流程图。具体实施例方式现在，将根据参考附图详细描述一下本专利技术的具体实施例。为了维持一致性，我们将用相同的标号表示附图中的相同元件。同时，附图中的”Fig.”标记代表描述中的“图”。为了更理解本专利技术的内容，在后续详细的关于专利技术的实施例的描述中，许多细节将被详尽地进行解释。然而，显而易见的是，即使没有这些实施细节，本领域的普通技术人员也可以进行实施。在其它情况下，本领域的通用技术也不会进行详细的描述，以免赘言。通常情况下，本专利技术的实施例涉及基于图像映射的光学相干层析成像技术。更具体地说，本专利技术的实施例涉及使用图像映射谱仪的谱域光学相干层析成像技术(SD-0CT)。这些实施例同时也涉及了在单一快照或探测中建立三维图像的方法和系统。为了达到本专利技术的目的，样品是指任何可以成像的生物或非生物的材料、物品或者标本。在本专利技术的实施例中，样品是指采样点的集合。采样点是样品上一个特定位置(x，y，z)的点。这些采样点可以进一步看作后向散射的电子福射的原点。在本专利技术的实施例中，单次采集事件是指探测器同时检测到被照射的样品表面(在x，y平面上)的多个点发出的电磁场。而从这多个点各自发出的电磁场可以视作在x，y平面上位于x，y位置 的点沿着z方向发出的电磁场。在本专利技术的实施例中，发出是指电磁波反射、散射、后向散射或以其他方式从样品上的某个位置发射。在本专利技术的实施例中，单次采集事件开始和结束分别对应了探测器开始和结束检测电池辐射。在下面的详细描述中，电磁辐射、电磁波和电磁场被认为是同义的，可以互换使用。宽带电磁场可以被定义为一个包含不同波长和频率的电磁场。但必须说明的是，术语光学相干断层成像不应该被用于将本专利技术的谱域限制为光的波长或者频率，本专利技术的技术同样适用于其他可见光的电磁波谱。在本专利技术的实施例中，包含深度编码的电磁场这个定义源自样品在采样点的电磁场的传播方向沿深度分布有关的信息被编码在宽带频谱内的电磁采样点信息中。图1展示了根据本专利技术的一个实施例简化的系统，它包括用于输出含有深度编码的宽带电磁场104的谱域光学相干层析成像(SD-OCT)干涉仪102。含有深度编码的宽带电磁场104中编码了它在成像样品中的频谱深度信息。影像测绘仪106经过配置后，可以被用来接收含有深度编码的宽带电磁场104。影像测绘仪106配置后可用于将深度编码的宽带电磁场104转化为原始图像数据立方体108。原始图像数据立方体108是以三维数据集(x，y，D (x, y,入))的形式进行记录,其中D (x，y,入)是成像使用的光学系统的视图范围内的样品上每个位于x，y平面上的采样点的频谱干涉的值。计算机系统110被配置用作接收原始图像数据立方体108。在本专利技术的实施例中，计算机110包括一个中央处理器、存储器、输出设备、输入设备以及保存在存储器中的软件，该软件在被处理器调用时，对原始图像数据立方体108进行处理。计算机系统110可以被进一步地配置用于处理频谱干涉D (x，y, A )和提取沿着样品深度方向(z方向)的后向散射强度。因此，计算机系统110可以将样品的三维数据集转化为最后展示的三维图像。根据SD-OCT的通用技术，属于所属领域的普通技术人员应该了解多种将光谱信息转化为深度信息的方法。举个例子，可以将每个频谱干涉D (x, y, A)的值转化为D (x，y，k)，然后进行傅里叶变换。此外，数据处理可包括标准的影像测绘光谱仪映射，和/或包括图像传感器像素直接向波数k的映射。同样也可以在系统中实现标准的色散补偿技术。此外，所属领域的理解使用硬件进行数据处理的技术人员可以将处理过程集成到影像测绘仪106中。进一步，当用户在影像测绘仪106和/或SD-OCT干涉仪102上进行各种操作后，计算机系统110可以接收到相应的用户反馈112。举个例子，样品可能被移动到用户能够看见用户感兴趣区域(ROI)或放大/缩小ROI的范围。变焦可以通过空间或光谱的方式进行。图2是根据本专利技术的一个实施例简化的被配置用于产生含有深度编码的宽带电磁场的SD-OCT干涉仪的示意图。SD-OCT干涉仪202包含输入臂234，参考臂214，样品臂216和输出臂236。输入臂234包含一个产生光源束206的宽带电磁福射源204。根据本专利技术的实施例，电磁辐射源204可以是超发光二极管(SLD)或者所属领域内已知的其他合适的宽带光源，例如放大的自发发射(ASE )光纤光源、光纤光源、光子晶体光纤光源、热福射源等。光源束206可以根据需要使用输出准直器226进行校准。射束分离器208被配置用于将光源束206分离成两种光束:通过参考臂214传播的参考光束210和通过样品臂216传播的采样光束212a。参考臂214还包括参考物镜224和反光镜230。参考光束210通过参考物镜224，在反光镜230上反射，通过与参考光束210传播路径大致相同 的路径传播回来并通过参考物镜224。采样臂216还包括采样物镜222和样品218。进一步地，在示范性实施例中，采样臂还可以包括一个从远程样本位置(例如采样臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·S·特卡兹克，M·皮尔塞，
申请(专利权)人：威廉马什赖斯大学，
类型：
国别省市：