[实用新型]共路型内窥光学相干层析成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及内窥成像技术和光学相干层析成像技术，尤其是涉及一种采用光纤传像束作为内窥探头的共路型内窥光学相干层析成像系统。

背景技术

仅仅根据组织表面的形态变化来进行病变诊断有着很大的主观性和局限性，而组织内部的断层图像能为医生的诊断提供更多的客观依据。许多层析成像技术，如：计算机层析(CT)、核磁共振(MRI)、X射线、超声等，被广泛运用于临床诊断。然而，上述技术只能提供0.1～1mm的分辨率，远未达到探测组织异常，如早期癌症时的生物组织结构所要求的分辨率水平。

光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，简称OCT)是一种新兴的光学成像技术，能非侵入地对活体组织的内部结构、生理功能乃至分子信息进行可视化观察。它具备组织病理分析所需的高分辨率(达1～20μm)，能发挥病变早期诊断、过程监视和手术介导等临床功能。OCT还具有成像速度快、无辐射损伤、信息多元化、价格适中、与现有医疗仪器兼容性好等优点，是目前被广泛看好的、可在临床医学上发挥重要作用的成像工具。尤其是OCT技术与内窥成像技术相结合形成的内窥OCT技术，可对生物体内部的组织器官进行成像，极大地拓展了OCT的运用范围，能为医生提供更为准确的诊断依据。内窥OCT已在胃肠系统、呼吸系统、血管成像等方面获得了运用。

在现有的内窥OCT系统里，如美国MIT的Fujimoto小组(Guillermo J.Tearney，et al.，In vivo endoscopic optical biopsy with optical coherence tomography，Science，276，2037～2039，1997)、加州大学的Chen小组(Tuqiang Xie，et al.，Fiber-optic-bundle-based optical coherence tomography，Optics Letters，30(14)，1803～1805，2005)等，一般把作为内窥探头传光器件的光纤或光纤传像束置于干涉结构的样品臂上。由于体内器官的内腔结构很不规则，进入其内的光纤或光纤传像束不可避免地存在着弯曲和扭曲现象，导致由光纤或光纤传像束传输光束的偏振态发生变化，再加上由它们引起的色散的影响，会使成像质量显著下降。因此，必须在参考臂中对上述因素进行精确匹配，从而使系统的构成和调节变得异常复杂。而且，内窥探头的每次更换，都需进行大行程范围的光程匹配、色散补偿和偏振态调节等复杂操作。

另外，光纤束端面的反射光会在探测器像面上形成背景信号，为非期望光束，必须使其偏出像面，故需把光纤传像束端面研磨成与其轴线成8°倾角的斜面。当采用格林透镜(GRIN lens，梯度折射率透镜)对输出光束聚焦时，还需把格林透镜与光纤传像束相粘接的面也加工成8°倾角的斜面，二者粘接时应做到方位准确，使得光纤传像束和格林透镜的加工和安装工艺复杂化。这个角度的存在，使得光束在光纤传像束的不同位置传输时所经历的光程存在差异，导致整个像面的干涉信号强度不均匀。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本实用新型的目的是提供一种共路型内窥光学相干层析成像系统。该系统把作为内窥探头的光纤传像束的端面反射光作为参考光，它和来自样品的信号光通过同一光纤传像束进行传输，构成一个共路的、起传感作用的干涉结构，参考光和信号光之间的光程差由另一共路干涉结构进行补偿。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

宽带光源发出的光接第一光环行器端口a，由第一光环行器端口b发出的光依次经第一准直透镜、二维扫描振镜、显微物镜、光纤传像束和格林透镜至样品，返回至端口b的光由第一光环行器端口c接第二光环行器端口d；由第二光环行器端口e发出的光经第二准直透镜、宽带分光平片后至装在电控平移台上的反射镜；返回至端口e的光由第二光环行器端口f出射后，依次经第三准直透镜、衍射光栅、成像透镜至线阵CCD探测器；二维扫描振镜、电控平移台和线阵CCD探测器均与控制系统连接。

所述的控制系统包括图像采集卡、计算机、函数发生器和步进电机控制器，线阵CCD探测器经图像采集卡接计算机，计算机输出两路信号，一路经函数发生器接二维扫描振镜，另一路经步进电机控制器接电控平移台。

所述的由第一光环行器端口b发出的光依次经第一准直透镜、二维扫描振镜、显微物镜、光纤传像束和格林透镜后，再接直角棱镜至样品。

所述的光纤传像束的长度大于1000mm，两个端面被加工成与其轴线相垂直的平面，前端面置于显微物镜的焦面上。